脂質的基本知識,脂質又稱脂類，與蛋白質和糖一樣，是維持生命所必需的營養物質和結構物質存在于所有生物體中包括范圍很廣，涵蓋許多化學組成，分子結構和生物學功能差異很大的一類化合物不溶于水，溶于有機溶劑不形成聚合物，形成聚合態,脂質的分類,脂質沒有統一的分類方法，根據它們的分子組成和化學結構特點，大體可分為單純脂質，復合脂質和衍生脂質三類單純脂質：由脂肪酸和醇形成的脂甘油三酯蠟復合脂質：除了脂肪酸和醇，還有其它非脂成分磷脂糖脂衍生脂質：單純脂質和復合脂質的衍生物，或與之密切相關并具有脂質一般性質的物質，以及由若干異戊二烯碳骨架組成的物質高級一元醇，脂肪酸，脂肪酮及其衍生物萜類，脂溶性色素類固醇類脂溶性維生素脂多糖脂蛋白,脂肪酸,有一條長的烴鏈和一個末端羧基組成的羧酸生物體內少量脂肪酸以游離形式存在，大部分以甘油三酯，磷脂，糖脂等形式存在主要區別在于烴鏈的長度，雙鍵數目和位置，構型,脂肪酸的分類,按鏈長分：短鏈（4-6個碳原子）中鏈（8-14個碳原子）長鏈（16個碳原子以上）；20個碳以上的脂肪酸也被稱為超長鏈脂肪酸按飽和度分：飽和脂肪酸（Saturatedfattyacid）：烴類基團是全由單鍵構成的烷烴基單元不飽和脂肪酸（Monounsaturatedfattyacid）：烴類基團是包含一個碳-碳雙鍵的烯烴基天然脂肪的雙鍵均為正式（cis，雙鍵兩側的基團偏向一個方向）反式脂肪僅見于人工產品。多元不飽和脂肪酸（Polyunsaturatedfattyacid）：烴類基團是包含多個碳-碳雙鍵的烯烴基，雙鍵非共軛。,脂肪酸的命名,系統命名：根據有機化合物的命名原則命名俗名法：根據原料來源命名簡寫法：先寫出碳原子的數目在寫出雙鍵的數目，兩個數目之間用冒號隔開雙鍵位置有兩種表示法法：羧基碳原子為1號，其余的碳依次編號法：甲基碳原子為1號，其余的碳一次編號雙鍵位置用或右上標或旁邊的數字表示，并在號碼后面用c（cis-順式）或t（trans-反式）表明雙鍵類型。例如：18：19c表示該脂肪酸有18個碳，從羧基端數在第9個碳的位置有雙鍵，順式結構。,必需脂肪酸,必需脂肪酸（Essentialfattyacid，縮寫EFA）是指人體內（或其他高等動物）不能自行合成而必須從食物中獲得的脂肪酸亞油酸和-亞麻酸是兩種公認的必需脂肪酸，目前認為兩種酸的攝入比例應該在4：1左右哺乳動物無法合成這兩種脂肪酸是由其去飽和酶能力有限，不能在碳鏈的某些位置引入雙鍵所致人體攝入了亞油酸后，通過人體自身的機能可以代謝出亞麻酸及花生四烯酸。而亞麻酸、花生四烯酸也屬于6系列的不飽和脂肪酸。因此，通常將亞油酸稱為6系列不飽和脂肪酸的母體。肉類中也含有一定量的花生四烯酸人體攝入了亞麻酸后，通過人體自身的機能可以代謝出二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）.。而二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）也屬于3系列的多不飽和脂肪酸。因此，通常將亞麻酸稱為3系列多不飽和脂肪酸的母體。魚油中也含有一定量的EPA和DPA海洋浮游生物中有大量的-亞麻酸，葵花籽油中這兩種脂肪酸含量較高,EFA的生理功能,生理功能：是組織細胞的重要組成成分，參與線粒體及細胞膜磷脂的合成。EFA缺乏將導致線粒體腫脹，細胞膜結構、功能改變，膜透性、脆性增加磷屑樣皮炎、濕疹等與脂質代謝密切相關，體內約70%的膽固醇與脂肪酸酯化成酯。EFA缺乏時，膽固醇轉運障礙，在體內沉積導致疾病必需脂肪酸中的亞油酸是前列腺素合成的前體，EFA缺乏將導致前列腺素合成能力減退動物精子的形成與EFA有關，長期缺乏EFA可導致不孕癥EFA對X-射線引起的皮膚損傷有保護作用EFA缺乏的表現：可引起生長遲緩、生殖障礙、皮膚損傷（出現皮疹等）以及腎臟、肝臟、神經和視覺方面的多種疾病EFA攝入過多的表現：過多的攝入可使體內的氧化物、過氧化物等增加，同樣對機體可產生多種慢性危害。此外，n-3多不飽和脂肪酸抑制免疫功能的作用。,DHA和EPA,DHA是二十二碳六烯酸，EPA是二十碳五烯酸DHA的生理作用DHA是人腦神經系統最基本的成分之一在大腦組織中的含量約15%，主要存在于腦細胞及細胞突起中。因此，DHA對腦細胞的形成、生長發育及腦細胞突起的延伸、生長都起著重要作用，是人類大腦形成和智商開發的必需物質能減輕視力衰退。在視網膜的視覺桿狀細胞周圍60%是DHA磷脂分子活化腦細胞，增強記憶力。DHA在大腦神經細胞間有著傳遞信號的作用，相關的記憶、思維功能都有賴于DHA維持和提高。所以，DHA對提高兒童智力、預防老年癡呆有一定好處EPA的生理作用促進血液循環。EPA可有效控制并抑制血小板在血管壁的凝集，減少血栓的形成改善血清脂肪質量。EPA能有效的降低血液中低密度脂蛋白膽固醇，增加低高密度脂蛋白膽固醇并降低中性脂肪的含量其它生理活性物質的前體。EPA的代謝產物可以產生前列腺素由于EPA不能通過大腦屏障進入大腦，而不具有提高兒童智力作用，如兒童服用過量有促進性早熟之弊。,反式脂肪酸,反式脂肪，又稱為反式脂肪酸或逆態脂肪酸。是一種不飽和脂肪酸。主要來自經過部份氫化的植物油順式脂肪酸不夠穩定，動物油脂來源較少通過氫化，將部分不飽和的脂肪酸變成飽和的脂肪酸。這個過程中，一部分順式脂肪酸變成反式脂肪酸對人體健康的影響反式脂肪酸在自然食物中的含量幾乎為零，很難被人體接受、消化，容易導致生理功能出現多重障礙，是一種完全由人類制造出來的食品添加劑，也是人類健康的“殺手主要表現在降低記憶力：研究認為，青壯年時期飲食習慣不好的人，老年時患阿爾茲海默癥（老年癡呆癥）的比例更大。反式脂肪酸對可以促進人類記憶力的一種膽固醇具有抵制作用容易發胖：反式脂肪酸不容易被人體消化，容易在腹部積累，導致肥胖。喜歡吃薯條等零食的人應提高警惕，油炸食品中的反式脂肪酸會造成明顯的脂肪堆積易引發冠心病：根據法國國家健康與醫學研究所的一項最新研究成果表明，反式脂肪酸能使有效防止心臟病及其他心血管疾病的膽固醇（）的含量下降容易形成血栓：反式脂肪酸會增加人體血液的黏稠度和凝聚力，容易導致血栓的形成，對于血管壁脆弱的老年人來說，危害尤為嚴重影響生長發育：懷孕期或哺乳期的婦女，過多攝入含有反式脂肪酸的食物會影響胎兒的健康。研究發現，胎兒或嬰兒可以通過胎盤或乳汁被動攝入反式脂肪酸，他們比成人更容易患上必需脂肪酸缺乏癥，影響生長發育影響男性生育能力：反式脂肪酸會減少男性荷爾蒙的分泌，對精子的活躍性產生負面影響，中斷精子在身體內的反應過程。影響生長發育期的青少年對必需脂肪酸的吸收：影響生長發育期的青少年對必需脂肪酸的吸收。反式脂肪酸還會對青少年中樞神經系統的生長發育造成不良影響反式脂肪酸含量高的食品：甜餅干、薄脆餅、油酥餅、巧克力、色拉醬、炸薯條、炸面包圈、奶油蛋糕、大薄煎餅、馬鈴薯片、油炸干吃面，多種快餐等,奇數碳脂肪酸和支鏈脂肪酸,在許多植物，海洋生物，微生物中存在奇數碳脂肪酸。可能與生物的某些特殊生理活性有關在蔬菜，動物和微生物體內有發現一些帶支鏈的脂肪酸，常常用來區別不同的微生物,脂肪醇與脂肪酮,最早的脂肪醇有鯨蠟中提取。脂肪醇通式為ROH，具有兩性，是制造表面活性劑的原料，通過還原脂肪酸獲得脂肪酮通式RCOR，低級脂肪酮都是液體。溶于水并具有一些芳香族類的氣味，這種氣味隨分子量的增加而遞減。從二乙基酮開始的對稱酮是結晶固體，而更高分子量的酮類卻是蠟狀固體。不對稱的酮類與相應的對稱酮類相比，熔點略低而沸點略高。酮類易溶于有機溶劑。低級脂肪酮用途極為廣泛，可作溶劑以及醫藥、樹脂、橡膠等有機合成的中間體。高級脂肪酮在香料、食品工業應用較多,脂肪的結構,脂肪即酰基甘油酯，是由甘油分子中的羥基與長鏈脂肪酸的羧基發生酯化反應而形成的,R1=R2=R3單三酰甘油否則為混三酰甘油,脂肪的空間構型,2,1,3,脂肪的理化性質,物理性質：無色，無味，粘稠的液體或蠟狀固體，密度約0.8g/cm3，不溶于水，微溶于低級醇，易溶于非極性有機溶劑，能被乳化劑乳化，熔點取決于脂肪酸鏈的長度及其不飽和鍵數化學性質：酸敗和酸值:脂肪在空氣中暴露過久會產生難聞的氣味，這種現象稱為酸敗。原因：不飽和成分自動氧化產生過氧化物，進而降解成醛，酮，酸的復雜混合物；微生物分解脂肪成游離的脂肪酸和甘油，低級脂肪酸本身有臭味酸值是中和1g脂肪中的游離脂肪酸所需的KOH的質量（以毫克計）氫化：脂肪中的不飽和鍵在金屬鎳的催化下發生氫化反應,鹵化和碘值：脂肪中的不飽和鍵可以與鹵素發生加成反應，生成鹵代脂肪酸，稱為鹵化作用。通常用碘值表示脂肪的不飽和程度。碘值指100g脂肪所能吸收碘的質量（以克計）皂化：在酸，堿，酶的作用下水解成甘油和脂肪酸,脂肪的理化性質（續）,脂肪的生理功能,氧化供能儲存能量提供必需脂肪酸,蠟,蠟（waxes）廣泛存在自然界，通常為混合物；蠟是高級脂肪酸和高級一元醇的酯（偶數碳）蠟根據來源分為動物蠟和植物蠟存在：許多海生浮游生物中，某些動物羽毛、毛皮或植物的葉及果實的保護層化學組成：是16個C原子以上的偶數C原子的羧酸和高級一元醇形成的酯化學性質：較大穩定性，不易變質，難于皂化用途：蠟紙、防水劑、光澤劑、香脂等,磷脂,磷脂是含磷酸的脂類，是生物膜的重要組成部分磷酸甘油酯通式（甘油磷脂的基本結構）,極性頭部,非極性尾部,磷脂酸,最簡單的二酰基甘油磷脂，細胞膜的組成成分磷脂酸在細胞中的功能主要如下：作為其他脂類的合成前體借助其物理性質影響膜曲率充當信號脂類分子,卵磷脂（磷脂酰膽堿）,構成生物膜的基本骨架；協助脂類物質運輸。,磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）,由甘油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺組成的一種磷脂,磷脂酰絲氨酸（腦卵脂）,二磷脂酰甘油（心磷脂）,大量存在于心肌,磷脂酰肌醇,作為信使參與激素信號的放大,鞘脂,一類含有鞘氨醇骨架的兩性脂，一端連接著一個長鏈的脂肪酸，另一端為一個極性的醇。鞘脂包括鞘磷脂、腦磷脂以及神經節苷脂，一般存在于植物和動物膜內，尤其是在中樞神經系統的組織內含量豐富。,鞘脂（續）,R為H，則為神經酰胺，R為膽堿磷酸，則為鞘磷脂，R為糖，則為鞘糖脂,神經酰胺,鞘脂類共有的結構單位。在其上如果結合糖，就成為鞘糖脂類，如果結合磷酸膽堿，就成為（神經）鞘磷脂。神經酰胺是鞘脂類的中間代謝產物，尤其在生物合成上占有重要的位置。在血小板以外僅少量存在。患有遺傳性脂類積蓄癥（lipidosis）之一的Fabry病的病人在小腦、腎臟中積蓄著大量神經酰胺。高效保濕劑,具有啟動細胞的能力,促進細胞的新陳代謝,促使角質蛋白有規律的再生,鞘磷脂,由鞘氨醇，脂肪酸，磷酸，膽堿或乙醇胺構成,糖脂,是含有糖基的脂質。由糖的半縮醛羥基通過糖苷鍵與脂質相連而成。其非脂部分為糖基，脂部分則為神經鞘氨醇或甘油，可根據脂部分的構成而再分為鞘糖脂與甘油糖脂是細胞膜的重要成分，與細胞膜的生理狀況密切相關,腦苷脂,細胞膜的重要成分，能夠保護神經，還有抗腫瘤和免疫調節等作用,神經節苷脂（唾液酸糖鞘脂）,半乳糖-N-乙酰半乳糖胺-半乳糖-(葡萄糖-神經酰胺)-唾液酸,脂蛋白,脂蛋白（lipoproteins），與蛋白質結合在一起形成的脂質-蛋白質復合物。脂質與蛋白質之間沒有共價鍵結合，多數是通過脂質的非極性部分與蛋白質組分之間以疏水性相互作用而結合在一起人體脂蛋白大體可分為以下四類：乳糜微粒：運輸外源性甘油三酯極低密度脂蛋白：運輸內源性甘油三酯低密度脂蛋白：是富含膽固醇的脂蛋白，主要作用是將膽固醇運送到外周血液。是動脈粥樣硬化的危險因素之一，被認為是致動脈粥樣硬化的因子高密度脂蛋白：運載周圍組織中的膽固醇，再轉化為膽汁酸或直接通過膽汁從腸道排出。是一種抗動脈粥樣硬化的血漿脂蛋白，是冠心病的保護因子。俗稱“血管清道夫”,兩性脂質的聚集體（AmphipathicLipidsAggregate）,甘油磷脂、鞘脂類及固醇都不溶于水，把它們與水混合時，這些具有親水基團的脂分子從水相環境聚合（集）成微小的脂分子聚積物成為獨立的相。脂質分子的聚積物包括有相互作用的疏水部分和與周圍水接觸的親水部分，脂質聚積物減少了暴露于水的疏水部分并使水相表面達最小，可形成三種聚積物：微團(micelles)、脂雙分子層(bilayer)、脂質體(liposome)。,兩性脂質的聚集體（AmphipathicLipidsAggregate）,甘油磷脂、鞘脂類及固醇都不溶于水，把它們與水混合時，這些具有親水基團的脂分子從水相環境聚合（集）成微小的脂分子聚積物成為獨立的相。脂質分子的聚積物包括有相互作用的疏水部分和與周圍水接觸的親水部分，脂質聚積物減少了暴露于水的疏水部分并使水相表面達最小，可形成三種聚積物：微團。,脂質在水環境下形成的三種聚集體,生物膜系統,細胞、細胞器和其環境接界的所有膜結構的總稱鑲嵌有蛋白質和糖類（統稱糖蛋白）的磷脂雙分子層起著劃分和分隔細胞和細胞器作用也是與許多能量轉化和細胞內通訊有關的重要部位同時，生物膜上還有大量的酶結合位點。,生物膜的化學組成,生物膜主要由蛋白質和脂質組成，此外還有少量的糖類、水、金屬離子等。其組成成分尤其是蛋白質和脂質的比例，因膜的種類不同可以有很大的差異，范圍從1：4到4：1。一般說來，功能復雜或多樣的生物膜其膜蛋白所占的比例較大；相反，膜功能簡單，其膜蛋白的種類和含量越少。,膜脂質膜蛋白糖類水金屬離子,磷脂甘油磷脂鞘磷脂糖脂硫脂膽固醇,膜脂質,生物膜,膜脂質膜蛋白糖類水金屬離子,膜脂質,膜脂質,構成生物膜的脂質主要是磷脂，此外還有糖脂、膽固醇等。不同細胞其脂質組成差異很大，僅從某一細胞生物膜的組成來看也不是一成不變的，它隨著細胞的生長、分化、外界條件等改變而改變。脂質雙分子層內外兩側是不對稱的,膜脂質的流動性,膜蛋白,根據粗略估計，細胞中大約2025的蛋白質是與膜結合存在的。不同的生物膜，膜蛋白含量相差很大。神經細胞膜只含三種蛋白質，含量為18，細菌質膜及線粒體內膜蛋白質含量都超過75，種類在60種以上。實驗證明，功能越復雜多樣的膜，膜蛋白含量越高，種類也越多,外周蛋白與整合蛋白,外周蛋白：通過離于鍵和氫鍵與膜脂的極性頭相結合，它不伸入脂雙層中。外周蛋白較易分離。外周蛋白一般約占膜蛋白的2030，這類蛋白質可溶于水。整合蛋白：整合蛋白約占膜蛋白的7080，它們主要通過疏水作用而結合在膜上。全部或部分插人脂雙層中，有的貫穿整個脂雙層。與膜脂結合很緊密，不易與膜分離，這類蛋白質的特征是水不溶性,膜蛋白的運動,膜蛋白與膜脂相似，在膜內是可以運動的，一方面它有本身的運動，另一方面它鑲嵌在脂質中，脂質運動對它有影響。膜蛋白的自身運動可分為側向擴散和旋轉擴散。,生物膜的流動性,膜的流動性，既包括膜脂也包括膜蛋白的運動狀態。流動性是生物膜結構的主要特征。大量研究的結果表明，合適的流動性對生物膜表現其正常功能具有十分重要的作用。例如能量轉換、物質運送、信息傳遞、細胞分裂、細胞融合、內吞外排以及激素作用等都與膜的流動性有密切關系。,影響生物膜流動性的因素,生物膜中的糖,生物膜中含有一定的糖類，它們主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。膜中的糖以寡糖鏈共價鍵結合于蛋白、鞘磷脂上，形成糖蛋白和糖脂。糖類在細胞質膜和細胞內膜系統都有分布，但分布是不對稱的，全部分布在非細胞質的一側，即：質膜中所有的糖類均暴露在細胞外表面；細胞內膜系統的糖類則朝向內膜系統的內側。,生物膜中的水和金屬離子,據估計水占膜重量的30，其中大部分呈結合狀態。膜上金屬離子和一些膜蛋白與膜的結合有關，例如Ca2+對調節膜的生物功能有重要作用，Mg2+對ATP酶復合體與膜的結合有促進作用。,生物膜的功能,生物膜執行著許多復雜的重要的生物功能，可歸納為如下四個方面：物質運輸能量轉換細胞識別信息傳遞,主動運輸與被動運輸,生物膜是具有高度選擇性的半透膜，細胞從環境中攝取所需要的營養物質，并排除代謝產物和廢物，使細胞保持動態恒定，這些生理活動都需要通過膜進行。此外，生物膜的許多功能，如細胞間的相互作用、氧化磷酸化過程中能量的轉化、神經和肌肉的興奮等，都與膜的物質運輸密切相關根據物質運輸自由能變化的情況，膜對離子和小分子物質的運輸可分為被動運輸和主動運輸。當G0時，物質順著電化學梯度（濃度梯度和電位梯度總稱為電化學梯度，）運輸，為被動運輸；當G0時，物質逆著電化學梯度運輸，為主動運輸,簡單擴散,簡單擴散是生物膜運送物質最簡單的一種方式。它依賴于物質的擴散作用和滲透作用，運送速率取決于物質在膜兩側的濃度差及物質的分子大小、親脂性等因素。物質在兩側的濃度差越大、分子越小、親脂性越大，則穿膜速率越快一些非極性小分子物質如O2、N2、苯、甾類激素等，以及一些不帶電荷的極性小分子物質如H2O、CO2、甘油、乙醇、尿素等，可以簡單擴散的方式穿過膜。體積較大的極性分子如葡萄糖、蔗糖、氨基酸及各種離子都不能自由擴散通過膜。簡單擴散在膜對物質的運輸中只占很小的比例。,促進擴散,有些小分子物質順濃度梯度穿膜運送中，需借助膜上載體蛋白的幫助，稱為促進擴散。載體蛋白對物質的運送有很高的專一性，不同的物質由不同的載體蛋白運送載體蛋白為跨膜蛋白，其分子中有與被運送物質專一結合的位點在結合與釋放被運送物質時，載體蛋白構象會發生可逆變化，促使其在膜一側結合的物質在膜的另一側釋放促進擴散的速率在一定限度內與物質的濃度成正比，如果超過一定限度，濃度再高，運送速率不會再增加。此時，載體蛋白已被運送的物質所飽和，運送速率已接近或達到最大值,主動運輸的意義,主動運輸是指物質逆著電化學梯度的方向跨膜運輸，即從膜的低濃度一側運輸到高濃度一側，它的自由能增大，是需要供給能量的過程。在被動運輸中，生