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脂类

定义

脂类,是由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物统称。

脂类包括油脂(甘油三酯)和类脂(磷脂、固醇类)。

对脂类的理解,主要有2个方向:

1、食物中的脂类:医学、营养学、运动与健康领域较关注,主要是考虑饮食与人类/动物疾病的关联;

2、人体/动植物体内的脂类:生理学、病理学关注,主要是研究它们在生理/病理状态下,脂类起到何种作用。

脂类是油、脂肪、类脂的总称。食物中的油脂主要是油、脂肪,一般把常温下是液体的称作油,而把常温下是固体的称作脂肪.

脂类是人体需要的重要营养素之一,它与蛋白质、碳水化合物是产能的三大营养素,在供给人体能量方面起着重要作用。脂类也是人体细胞组织的组成成分,如细胞膜、神经髓鞘都必须有脂类参与。

【补充信息】脂类与脂肪、酯类的语义区别——

脂类所指代的一类物质较脂肪更广。而酯类则是从化学角度来看物质世界,有不少是化工原料。有些酯类是脂肪的构成成分。

如上所述,脂类包括脂肪酸(多是4碳以上的长链一元羧酸)和醇(包括甘油醇、硝氨醇、高级一元醇和固醇)等所组成的酯类及其衍生物。包括单纯脂类、复合酯类及衍生脂质。

脂肪是指人体或动物体内的、由一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成的甘油三酯。

酯类是指酸(羧酸或无机含氧酸)与醇起反应生成的一类有机化合物。低分子量酯是无色、易挥发的芳香液体,如:如乙酸乙酯CH3COOC2H5、乙酸苯酯CH3COOC6H5、苯甲酸甲酯C6H5COOCH3等;高级饱和脂肪酸单酯常为无色无味的固体,高级脂肪酸与高级脂肪醇形成的酯为蜡状固体。所以,酯类与脂类不可替代使用。

分类

1.油脂

油脂(Fat)即甘油三酯或称之为脂酰甘油(triacylglycerol),是油和脂肪的统称。一般将常温下呈液态的油脂称为油,而将其呈固态时称为脂肪。

脂肪是由甘油和脂肪酸脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的—OH 与甘油羟基中的—H 结合而失去一分子水,于是甘油与脂肪酸之间形成酯键,变成了脂肪分子。

脂肪中的三个酰基(无机或有机含氧酸除去羟基后所余下的原子团)一般是不同的,来源于碳十六、碳十八或其他脂肪酸。有双键的脂肪酸称为不饱和脂肪酸,没有双键的则称为饱和脂肪酸。

动物的脂肪中,不饱和脂肪酸很少,植物油中则比较多。膳食中饱和脂肪太多会引起动脉粥样硬化,因为脂肪和胆固醇均会在血管内壁上沉积而形成斑块,这样就会妨碍血流,产生心血管疾病。也由于此,血管壁上有沉淀物,血管变窄,使肥胖症患者容易患上高血压等疾病。

油脂分布十分广泛,各种植物的种子、动物的组织和器官中都存有一定数量的油脂,特别是油料作物的种子和动物皮下的脂肪组织,油脂含量丰富。人体内的脂肪约占体重的10%~20%。人体内脂肪酸种类很多,生成甘油三酯时可有不同的排列组合方式。因此,甘油三酯具有多种存在形式。

贮存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能。1克脂肪在体内完全氧化时可释放出38kJ(9.3kcal)的能量,比1克糖原或蛋白质所释放的能量多两倍以上。脂肪组织是体内专门用于贮存脂肪的组织,当机体需要能量时,脂肪组织细胞中贮存的脂肪可动员出来分解供给机体的需要。此外,高等动物和人体内的脂肪,还有减少身体热量损失,维持体温恒定,减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。

2.类脂

类脂(lipids)包括磷脂(phospholipids),糖脂(glycolipid)和胆固醇及其酯(cholesterol and cholesterol ester)三大类。

①磷脂是含有磷酸的脂类,包括由甘油构成的甘油磷脂(phosphoglycerides)与由鞘氨醇构成的鞘磷脂(sphingomyelin)。在动物的脑和卵中,大豆的种子中,磷脂的含量较多。

②糖脂是含有糖基的脂类。

③还有,胆固醇及甾类化合物(类固醇)等物质主要包括胆固醇、胆酸、性激素及维生素D等。这些物质对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程,起着重要的调节作用。

另外,胆固醇还是脂肪酸盐和维生素D3以及类固醇激素等的合成原料,对于调节机体脂类物质的吸收,尤其是脂溶性维生素(A,D,E,K)的吸收以及钙、磷代谢等均起着重要作用。这三大类类脂是生物膜的重要组成成分,构成疏水性的“屏障”(barrier),分隔细胞水溶性成分及将细胞划分为细胞器/核等小的区室,保证细胞内同时进行多种代谢活动而互不干扰,维持细胞正常结构与功能等。

化学组成

1.单纯脂定义:脂肪酸与醇脱水缩合形成的化合物。

蜡:高级脂肪酸与高级一元醇,一般为幼植物体表覆盖物,叶面,动物体表覆盖物,同时也是蜂蜡的主要成分。

甘油脂:高级脂肪酸与甘油,最多的脂类。

2.复合脂定义:单纯脂加上磷酸等基团产生的衍生物。

磷脂:甘油磷脂(卵磷脂、脑磷脂)、鞘磷脂(神经细胞中含量丰富)。

3.脂的前体及衍生物

萜类(音tiē)和甾类(音zāi)及其衍生物:不含脂肪酸,都是异戊二烯的衍生物。

衍生脂:上述脂类的水解产物,包括脂肪酸及其衍生物、甘油、鞘氨醇等。

高级脂肪酸、甘油、固醇、前列腺素

4.结合脂定义:脂与其它生物分子形成的复合物。如糖脂、脂蛋白等。

糖脂:糖与脂类通过糖苷键连接起来的化合物(共价键),如霍乱毒素

脂蛋白:脂类与蛋白质在肝脏内通过非共价结合形成的产物,如血液中的几种脂蛋白,VLDL、LDL、HDL、VHDL是脂类的运输方式。

功能

能量储存

是能量储存的最佳方式,如动物、油料种子的甘油三酯。通过如下数据对照,可以得出结论:

体内的两种能源物质比较(糖类、脂类)

单位重量的供能:糖4.1千卡/克,脂9.3千卡/克。

储存体积:1糖元或淀粉:2水,脂则是纯的,体积小得多。

动用先后:糖类优先被消耗,然后是脂类。因此,很多减肥/瘦身原理、辟谷等,皆源于此。

生物膜的骨架

细胞膜的液态镶嵌模型:磷脂双酯层,胆固醇,蛋白质,糖脂,甘油磷脂和鞘磷脂。

电与热的绝缘体

动物的脂肪组织有保温,防机械压力等保护功能,植物的蜡质可以防止水分的蒸发。

电绝缘:神经细胞的鞘细胞,电线的包皮,神经短路。

热绝缘:冬天保暖,企鹅、北极熊等。

其他

信号传递:固醇类激素。

酶的激活剂:卵磷脂激活β-羟丁酸脱氢酶。

糖基载体:合成糖蛋白时,磷酸多萜醇作为羰基的载体。

激素、维生素和色素的前体(萜类、固醇类)。

生长因子与抗氧化剂

参与信号识别和免疫(糖脂)。

酶促水解

1.脂肪酶广泛存在于动物、植物和微生物中。在人体内,脂肪的消化主要在小肠,由胰脂肪酶催化,胆汁酸盐和辅脂肪酶的协助使脂肪逐步水解生成脂肪酸和甘油。

2.磷脂酶有多种,作用于磷脂分子不同部位的酯键。作用于1位、2位酯键的分别称为磷脂酶A1及 A2,生成溶血磷脂和游离脂肪酸。作用于3位的称为磷脂酶C,作用磷酸取代基间酯键的酶称磷脂酶D。作用溶血磷脂1位酯键的酶称磷脂酶B1。3.胆固醇酯酶水解胆固醇酯生成胆固醇和脂肪酸。

4.小肠可吸收脂类的水解产物。胆汁酸盐帮助乳化,结合载脂蛋白apoprotein,apo)形成乳糜微粒经肠粘膜细胞吸收进入血循环。所以乳糜微粒(chylomicron,CM)是转运外源性脂类(主要是TG)的脂蛋白。

 

  

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