脂質は、生物に見られる脂肪、油、ステロイド、ワックスなどの化合物のグループで構成されています。原核生物も真核生物も脂質を持っており、膜形成、保護、絶縁、エネルギー貯蔵、細胞分裂など、生物学的に多くの重要な役割を果たしています。医学では、脂質は血中脂肪を指します。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
脂質は、生物に見られる脂肪、油、ステロイド、およびワックスを指定します。脂質は、エネルギー貯蔵、保護、絶縁、細胞分裂、その他の重要な生物学的役割など、種を超えて複数の機能を果たします。
脂質の構造
脂質は、アルコール グリセロールと脂肪酸から作られるトリグリセリドでできています。この基本構造への追加は、脂質に大きな多様性をもたらします。これまでに10,000種類以上の脂質が発見されており、その多くは細胞の代謝や物質輸送のために非常に多様なタンパク質と働いています.脂質はタンパク質よりかなり小さいです。
脂質の例
脂肪酸は脂質の一種であり、他の脂質のビルディングブロックとしても機能します.脂肪酸には、水素が結合した炭素鎖に結合したカルボキシル (-COOH) 基が含まれています。この鎖は水に溶けません。脂肪酸は飽和または不飽和であり得る。飽和脂肪酸は炭素結合が一重で、不飽和脂肪酸は炭素結合が二重です。飽和脂肪酸がトリグリセリドと結合すると、室温で固形脂肪になります。これは、それらの構造により、それらが密集するためです。対照的に、トリグリセリドと結合した不飽和脂肪酸は液体油を生成する傾向があります。不飽和脂肪のねじれた構造により、室温でよりゆるく、より流動的な物質が得られます。
リン脂質は、脂肪酸の代わりにリン酸基が置換されたトリグリセリドでできています。それらは、帯電した頭と炭化水素の尾を持つと説明できます。頭は親水性または水を好みますが、尾は疎水性または水をはじきます。
脂質の別の例はコレステロールです。コレステロールは、結合した水素と柔軟な炭化水素の尾部を持つ、5 個または 6 個の炭素原子の剛直な環構造に配置されます。最初のリングには、動物細胞膜の水環境に広がるヒドロキシル基が含まれています。ただし、分子の残りの部分は水に溶けません。
多価不飽和脂肪酸 (PUFA) は、膜の流動性を助ける脂質です。 PUFA は、神経炎症およびエネルギー代謝に関連する細胞シグナル伝達に関与します。それらはオメガ3脂肪酸として神経保護効果を提供することができ、この製剤では抗炎症性です.オメガ 6 脂肪酸の場合、PUFA は炎症を引き起こす可能性があります。
ステロールは、植物膜に見られる脂質です。糖脂質は炭水化物に結合した脂質であり、細胞脂質プールの一部です。
脂質の機能
脂質は、生物においていくつかの役割を果たします。脂質は保護バリアを構成します。それらは、細胞膜と植物の細胞壁の構造の一部を構成します。脂質は、植物や動物にエネルギー貯蔵を提供します。多くの場合、脂質はタンパク質とともに機能します。脂質機能は、側鎖だけでなく極性頭部基の変化によっても影響を受ける可能性があります。
リン脂質は、細胞膜を構成する両親媒性の性質を持つ脂質二重層の基礎を形成します。外層は水と相互作用し、内層は柔軟な油状物質として存在します。細胞膜の液体の性質は、その機能を助けます。脂質は原形質膜だけでなく、核膜、小胞体 (ER)、ゴルジ装置、小胞などの細胞区画も構成しています。
脂質は細胞分裂にも関与しています。分裂中の細胞は、細胞周期に応じて脂質含有量を調節します。少なくとも 11 の脂質が細胞周期の活動に関与しています。スフィンゴ脂質は、間期の細胞質分裂において役割を果たします。細胞分裂は原形質膜の緊張を引き起こすため、脂質は膜の剛性などの分裂の機械的側面を助けるようです.
脂質は、神経などの特殊な組織に保護バリアを提供します。神経を取り囲む保護ミエリン鞘には脂質が含まれています。
脂質は、タンパク質や炭水化物の2倍以上のエネルギー量を持ち、消費から最大量のエネルギーを提供します.体は消化の際に脂肪を分解します。一部は即時のエネルギー需要に使用され、残りは貯蔵に使用されます。体は、リパーゼを使用してこれらの脂質を分解し、最終的に細胞に電力を供給するためにより多くのアデノシン三リン酸 (ATP) を生成することにより、運動のために脂質貯蔵を利用します。
植物では、トリアシルグリセロール (TAG) などの種子油は、被子植物と裸子植物の両方で種子の発芽と成長のための食物貯蔵を提供します。これらの油は、油体 (OB) に保存され、オレオシンと呼ばれるリン脂質とタンパク質によって保護されています。これらの物質はすべて、小胞体 (ER) によって生成されます。 ER からオイルボディの芽が出ます。
脂質は、植物の代謝プロセスと細胞間の信号に必要なエネルギーを植物に与えます。植物の主要な輸送部分の 1 つである師部は (木部とともに)、コレステロール、シトステロール、カンポステロル、スティグマステロール、およびいくつかのさまざまな親油性ホルモンおよび分子などの脂質を含んでいます。さまざまな脂質が、植物が損傷を受けたときのシグナル伝達に関与している可能性があります。植物のリン脂質はまた、植物の環境ストレス因子や病原体感染に反応して働きます。
動物では、脂質は環境からの断熱材として、また重要な臓器の保護としても機能します。脂質は浮力と防水性も提供します。
スフィンゴイドをベースとするセラミドと呼ばれる脂質は、皮膚の健康に重要な機能を果たします。それらは、環境から保護し、水分の損失を防ぐ最も外側の皮膚層として機能する表皮の形成を助けます.セラミドはスフィンゴ脂質代謝の前駆体として働きます。活発な脂質代謝は皮膚内で起こります。スフィンゴ脂質は、皮膚に見られる構造脂質およびシグナル伝達脂質を構成します。セラミドから作られるスフィンゴミエリンは神経系に多く存在し、運動ニューロンの生存を助けます。
脂質は、細胞シグナル伝達においても役割を果たします。中枢および末梢神経系では、脂質は膜の流動性を制御し、電気信号の伝達を助けます。脂質はシナプスの安定化に役立ちます。
脂質は、成長、健康な免疫システム、生殖に不可欠です。脂質は、体が脂溶性ビタミン A、D、E、K などのビタミンを肝臓に貯蔵することを可能にします。コレステロールは、エストロゲンやテストステロンなどのホルモンの前駆体として機能します。また、脂肪を溶かす胆汁酸も作ります。肝臓と腸はコレステロールの約 80% を作りますが、残りは食物から得られます.
脂質と健康
一般に、動物性脂肪は飽和しているため固体であるのに対し、植物油は不飽和であるため液体である傾向があります.動物は不飽和脂肪を生成できないため、これらの脂肪は植物や藻類などの生産者から消費する必要があります.次に、それらの植物消費者を食べる動物（冷水魚など）は、それらの有益な脂肪を獲得します.不飽和脂肪は、病気のリスクを軽減するため、最も健康的な脂肪です。これらの脂肪の例には、オリーブ油やヒマワリ油などの油、種子、ナッツ、魚が含まれます.葉物野菜も食事性不飽和脂肪の優れた供給源です。葉に含まれる脂肪酸は葉緑体で利用されます。
トランス脂肪は、飽和脂肪に似た部分的に水素添加されたプラン油です。以前は料理に使用されていたトランス脂肪は、現在では摂取するには不健康であると考えられています.
飽和脂肪は病気のリスクを高める可能性があるため、飽和脂肪は不飽和脂肪よりも少なく摂取する必要があります。飽和脂肪の例には、赤い動物の肉や脂肪の多い乳製品、ココナッツ オイルやパーム油などがあります。
医療専門家が脂質を血中脂肪と呼ぶ場合、これは心臓血管の健康、特にコレステロールに関してよく議論される脂肪の種類を表しています.リポタンパク質は、体内でのコレステロールの輸送を助けます。高密度リポタンパク質 (HDL) は、「良い」脂肪であるコレステロールを指します。肝臓を介して悪玉コレステロールを除去するのに役立ちます。 「悪玉」コレステロールには、LDL、IDL、VLDL、および特定のトリグリセリドが含まれます。悪い脂肪はプラークとして蓄積するため、心臓発作や脳卒中のリスクを高め、動脈を詰まらせます。したがって、脂質のバランスは健康にとって重要です。
炎症性皮膚の状態は、エイコサペンタエン酸 (EPA) やドクサヘキサエン酸 (DHA) などの特定の脂質の摂取が効果を発揮する可能性があります。 EPA は皮膚のセラミド プロファイルを変更することが示されています。
多くの疾患は、人体の脂質に関連しています。血液中のトリグリセリドが高い状態である高トリグリセリド血症は、膵炎につながる可能性があります。多くの医薬品は、血中脂肪を分解する酵素などによってトリグリセリドを減少させる働きをします。魚油を介した医学的補給によって、一部の個人でトリグリセリドの大幅な減少も見られました.
高コレステロール血症 (高血中コレステロール) は、後天性または遺伝性の可能性があります。家族性高コレステロール血症の人は、薬ではコントロールできない異常に高いコレステロール値を持っています。これにより、心臓発作や脳卒中のリスクが大幅に高まり、多くの人が 50 歳に達する前に死亡します。
血管に脂質が蓄積する遺伝病は、脂質蓄積症と呼ばれます。この過剰な脂肪蓄積は、脳や体の他の部分に悪影響を及ぼします.脂質蓄積症の例としては、ファブリー病、ゴーシェ病、ニーマン・ピック病、サンドホフ病、テイ・サックス病などがあります。残念なことに、これらの脂質貯蔵疾患の多くは、若い年齢で病気や死に至る.
脂質は、運動ニューロン疾患 (MND) でも役割を果たします。これらの状態は、運動ニューロンの変性と死だけでなく、脂質代謝の問題も特徴とするためです。 MND では、中枢神経系の構造脂質が変化し、これが膜と細胞シグナル伝達の両方に影響を与えます。例えば、代謝亢進は、筋萎縮性側索硬化症 (ALS) で発生します。栄養（この場合、十分な脂質カロリーが消費されていないこと）と ALS 発症リスクとの間には関連性があるようです。脂質が高いほど、ALS 患者の転帰は良好です。スフィンゴ脂質を標的とする医薬品は、ALS 患者の治療法として検討されています。関連するメカニズムをよりよく理解し、適切な治療オプションを提供するには、さらなる研究が必要です.
遺伝性常染色体劣性疾患である脊髄性筋萎縮症 (SMA) では、脂質がエネルギーとして適切に使用されていません。 SMA の人は、低カロリー摂取設定で高い脂肪量を持っています。したがって、やはり、脂質代謝機能不全は運動ニューロン疾患において主要な役割を果たします.
オメガ 3 脂肪酸がアルツハイマー病やパーキンソン病などの変性疾患で有益な役割を果たすという証拠が存在します。これが ALS の場合であるとは証明されておらず、実際、毒性の反対の効果がマウスモデルで発見されています.
進行中の脂質研究
科学者たちは新しい脂質を発見し続けています。現在、脂質はタンパク質レベルで研究されていないため、あまり理解されていません。現在の脂質分類の多くは、化学者と生物物理学者に依存しており、機能よりも構造に重点が置かれています。さらに、タンパク質と結合する傾向があるため、脂質の機能を解明することは困難でした。生細胞での脂質機能を解明することも困難です。核磁気共鳴 (NMR) および質量分析 (MS) は、コンピューティング ソフトウェアの助けを借りて脂質の同定を行います。ただし、脂質のメカニズムと機能への洞察を得るには、顕微鏡でのより良い解像度が必要です。脂質抽出物のグループを分析するのではなく、タンパク質複合体から脂質を分離するには、より特異的な MS が必要になります。同位体標識は視覚化を改善し、したがって識別に役立ちます。
脂質は、既知の構造的およびエネルギー的特性に加えて、重要な運動機能およびシグナル伝達において役割を果たすことは明らかです。脂質の識別と視覚化の技術が向上するにつれて、脂質の機能を確認するためにより多くの研究が必要になります。最終的には、脂質機能を過度に混乱させないマーカーを設計できることが期待されます。細胞内レベルで脂質機能を操作できることは、研究のブレークスルーをもたらす可能性があります。これは、タンパク質研究とほぼ同じ方法で科学に革命を起こす可能性があります.次に、脂質障害に苦しむ人々を助ける可能性のある新しい薬が作られる可能性があります.
