あなたがすることを学ぶでしょう：脂質の異なる種類を説明し、生物学的システムでの役割にその構造を関連付ける

脂肪と油は、おそらくあなたの日常生活の中で最も精通している脂質のタイプです。 単語の脂肪は普通私達の心の否定的な映像を持ち出す。 食事療法では、私達は脂肪質の食糧からとどまるように助言される。 しかし、私たちの体は生き残るためにいくつかの脂肪を必要とします。 また、リン脂質、ステロイド、ワックスなど、人間の生活に不可欠な他の脂質もあります。過剰な物質は問題になる可能性がありますが、これらの脂質はすべて生き物に不可欠な役割を果たします。

この結果では、脂質とそれらが私たちの体で計画する役割について議論します。

図1. このカワウソのような水生哺乳類の毛皮中の疎水性脂質は、それらを要素から保護する。 （クレジット: Ken Bosma)

脂質には、本質的に大部分が非極性である多様な化合物群が含まれる。 これは、それらが主に非極性炭素–炭素または炭素–水素結合を含む炭化水素であるためです。 非極性分子は、疎水性（「水を恐れている」）であるか、または水に不溶性である。 脂質は、細胞内で多くの異なる機能を実行します。 細胞は、脂肪の形で長期使用のためにエネルギーを貯蔵する。 脂質はまた、植物や動物のための環境からの絶縁を提供します（図1）。 例えば、彼らは彼らの撥水性疎水性の性質のために毛皮や羽の上に保護層を形成するときに水鳥や哺乳類を乾燥させ続けるのを助けます。 脂質はまた、多くのホルモンのビルディングブロックであり、すべての細胞膜の重要な構成要素です。 脂質には、脂肪、油、ワックス、リン脂質、およびステロイドが含まれる。

脂肪および油

トリグリセリドのような脂肪分子は、グリセロールおよび脂肪酸の2つの主要成分からなる。 グリセロールは、3つの炭素原子、5つの水素原子、および3つの水酸基（-OH）基を有する有機化合物である。 脂肪酸は、酸性カルボキシル基が結合している炭化水素の長い鎖を有し、したがって、「脂肪酸」という名前である。「脂肪酸中の炭素の数は4〜36の範囲であり、最も一般的なのは12〜18個の炭素を含むものである。 脂肪分子では、脂肪酸はグリセロール分子の–OH基の3つの酸素原子のそれぞれに共有結合で結合しています（図2）。

脂質は脂肪酸およびグリセロール、リン脂質およびステロイドから成っているトリグリセリドのような脂肪を、含んでいます。

この共有結合形成の間に、3つの水分子が放出される。 脂肪中の3つの脂肪酸は、類似または類似していてもよいです。 彼らは3つの脂肪酸を持っているので、これらの脂肪はまた、トリグリセリドと呼ばれています。 いくつかの脂肪酸は、その起源を指定する一般的な名前を持っています。 例えば、飽和脂肪酸であるパルミチン酸は、ヤシの木から誘導される。 アラキジン酸は、落花生の学名であるarachis hypogaeaに由来しています。脂肪酸は飽和または不飽和であってもよい。

脂肪酸は飽和または不飽和であってもよい。 脂肪酸鎖では、炭化水素鎖中の隣接する炭素間に単結合のみが存在する場合、脂肪酸は飽和する。 飽和脂肪酸は水素で飽和され、換言すれば、炭素骨格に結合した水素原子の数が最大になる。炭化水素鎖が二重結合を含む場合、脂肪酸は不飽和脂肪酸である。

炭化水素鎖が二重結合を含む場合、脂肪酸は不飽和脂肪酸である。

ほとんどの不飽和脂肪は室温で液体であり、油と呼ばれています。

分子内に1つの二重結合がある場合、それは一価不飽和脂肪（例えば、オリーブ油）として知られ、2つ以上の二重結合がある場合、それは多価不飽和脂肪（例、キャノーラ油）として知られている。飽和脂肪はしっかりと詰め込まれる傾向があり、室温で固体である。

飽和脂肪はしっかりと詰め込まれる傾向があります。

肉に含まれるステアリン酸とパルミチン酸を含む動物性脂肪、およびバターに含まれる酪酸を含む脂肪は、飽和脂肪の例である。 哺乳類は、脂肪の小球が細胞の大部分を占める脂肪細胞と呼ばれる特殊な細胞に脂肪を貯蔵する。 植物では、脂肪または油は種子に貯蔵され、胚発生中のエネルギー源として使用される。不飽和脂肪または油は、通常、植物由来であり、不飽和脂肪酸を含む。

不飽和脂肪または油は、不飽和脂肪酸を含む。

二重結合により脂肪酸が堅く詰まることを防ぐくねりか”よじれ”を引き起こし室温で液体それらを保つ。 オリーブ油、コーン油、キャノーラ油、およびタラ肝油は不飽和脂肪の例である。 不飽和脂肪は血中コレステロール値を改善するのに役立ちますが、飽和脂肪は動脈のプラーク形成に寄与し、心臓発作のリスクを増加させます。

マーガリン、ピーナッツバターのいくつかの種類、およびショートニングは、人工的に水素化トランス脂肪の例です。 最近の研究では、ヒトの食事中のトランス脂肪の増加は、低密度リポタンパク質（LDL）のレベルの増加につながる可能性があることを示している、または”悪い”コレステロールは、順番に、心臓病の結果、動脈におけるプラーク沈着につながる可能性があります。 多くのファースト-フードのレストランは最近trans脂肪の使用を除去し、米国の食糧ラベルは今trans脂肪質の内容をリストするように要求される。食品業界では、油は人工的に水素化されて半固体になり、腐敗が少なく、貯蔵寿命が長くなります。 簡単に言えば、水素ガスは、それらを凝固させるために油を介してバブルされます。 この水素化プロセスの間に、炭化水素鎖中のシス立体配座の二重結合は、トランス立体配座中の二重結合に変換され得る。 これはシス脂肪からのtrans脂肪を形作ります。 二重結合の配向は、脂肪の化学的性質に影響を与える（図3）。

図3. 水素化プロセスの間に、二重結合のまわりのオリエンテーションはcis脂肪からtrans脂肪を作ります変わります。 これは分子の化学的性質を変化させる。必須脂肪酸は、必要とされるが、人体によって合成されない脂肪酸である。

必須脂肪酸は、必要とされるが、人体によって合成されない脂肪酸である。

その結果、彼らは食事を通して補充されなければならない。 オメガ3脂肪酸は、このカテゴリに分類され、人間のための唯一の二つの既知の必須脂肪酸の一つです（他はオメガ6脂肪酸である）。 それらは多価不飽和脂肪の一種であり、脂肪酸の末端からの3番目の炭素が二重結合に関与するため、オメガ3脂肪酸と呼ばれています。

サケ、マス、マグロはオメガ3脂肪酸の良い供給源です。

オメガ3脂肪酸は、脳機能および正常な成長および発達において重要である。 彼らはまた、心臓病を予防し、癌のリスクを軽減することができます。

炭水化物のように、脂肪は悪い宣伝の多くを受けています。 揚げ物や他の”脂肪”食品の過剰を食べることは体重増加につながることは事実です。 しかし、脂肪は重要な機能を持っています。 脂肪は、長期的なエネルギー貯蔵として機能します。 彼らはまた、体のための断熱材を提供します。 したがって、適度な量の”健康な”不飽和脂肪は、定期的に消費されるべきである。

リン脂質

リン脂質は、原形質膜の主要な構成要素である。 脂肪のように、それらはグリセロールまたは同様の骨格に結合した脂肪酸鎖で構成されている。 しかし、結合した3つの脂肪酸の代わりに2つの脂肪酸があり、グリセロール骨格の3番目の炭素はリン酸基に結合しています。 リン酸基はアルコールの添加によって修飾される。

リン脂質は、疎水性および親水性の両方の領域を有する。

脂肪酸鎖は疎水性であり、リン酸塩は親水性であり、水と相互作用するのに対し、水からそれら自身を排除する。

細胞はリン脂質の二重層を有する膜に囲まれている。 リン脂質の脂肪酸は水から離れて内部に面していますが、リン酸基は外部環境または細胞の内部のいずれかに直面することができます。P>

図4. (a)リン脂質は、グリセロール骨格に結合した二つの脂肪酸と修飾リン酸基を有する分子である。 リン酸塩は、荷電または極性の化学基の添加によって修飾されてもよい。 リン酸塩、コリンとセリンを変更することができる二つの化学基がここに示されています。 コリンとセリンの両方がrと標識された位置でリン酸基に結合する。（b）リン脂質二重層は、すべての細胞膜の主要な成分である。 リン脂質の親水性の頭部のグループは水溶液に直面します。 疎水性尾部は二層の中央に隔離されている。

ステロイドとワックス

先に説明したリン脂質と脂肪とは異なり、ステロイドは環構造を持っています。 それらは他の脂質に似ていませんが、疎水性でもあるため、それらとグループ化されています。 すべてのステロイドに4つが、つながれたカーボンリングあり、そのうちのいくつかに、コレステロールのような、短い尾があります。コレステロールはステロイドです。

コレステロールはレバーで主に総合され、テストステロンおよびestradiolのような多くのステロイドホルモンの前駆物質、です。 コレステロールは胆汁塩の前駆体であり、脂肪の分解およびその後の細胞による吸収を助ける。 コレステロールはしばしば否定的な言葉で話されていますが、体の適切な機能のために必要です。 それは動物細胞の原形質膜の重要な構成要素である。

ワックスは、アルコール（–OH）基と脂肪酸を持つ炭化水素鎖で構成されています。 動物ワックスの例は蜜蝋およびラノリンを含んでいます。 植物はまた、それらが乾燥するのを防ぐのに役立つ葉のコーティングのようなワックスを持っています。

図5. コレステロールやコルチゾールなどのステロイドは、四つの縮合炭化水素環で構成されています

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