지질: 정의, 구조, 기능 및 예

지질은 살아있는 유기체에서 발견되는 지방, 오일, 스테로이드 및 왁스와 같은 화합물 그룹으로 구성됩니다. 원핵 생물과 진핵 생물 모두 지질을 가지고 있는데, 이는 막 형성, 보호, 절연, 에너지 저장, 세포 분열 등과 같은 생물학적으로 많은 중요한 역할을합니다. 의학에서 지질은 혈중 지방을 의미합니다.

TL; DR (너무 김; 읽지 않음)

지질은 살아있는 유기체에서 발견되는 지방, 오일, 스테로이드 및 왁스를 나타냅니다. 지질은 에너지 저장, 보호, 절연, 세포 분열 및 기타 중요한 생물학적 역할을 위해 종에 걸쳐 여러 기능을 제공합니다.

지질의 구조

지질은 알코올 글리세롤과 지방산으로 만든 트리글리 세라이드로 만들어집니다. 이 기본 구조에 추가하면 지질이 매우 다양합니다. 지금까지 10,000 종류가 넘는 지질이 발견되었으며, 많은 사람들이 세포 대사 및 물질 수송을 위해 매우 다양한 단백질로 작업합니다. 지질은 단백질보다 상당히 작습니다.

지질의 예

지방산은 지질의 한 유형이며 다른 지질의 빌딩 블록 역할도합니다. 지방산은 수소가 부착 된 탄소 사슬에 결합 된 카르 복실 (-COOH) 그룹을 포함합니다. 이 사슬은 물에 녹지 않습니다. 지방산은 포화되거나 불포화 될 수 있습니다. 포화 지방산은 단일 탄소 결합을 갖는 반면 불포화 지방산은 이중 탄소 결합을 가지고 있습니다. 포화 지방산이 트리글리세리드와 결합하면 실온에서 고체 지방이됩니다. 그 구조로 인해 단단히 묶이기 때문입니다. 대조적으로, 트리글리세리드와 결합 된 불포화 지방산은 액체 오일을 생성하는 경향이 있습니다. 불포화 지방의 꼬인 구조는 실온에서 더 느슨하고 유동적 인 물질을 생성합니다.

인지질은 지방산 대신 인산기가 치환 된 트리글리 세라이드로 만들어집니다. 그들은 하전 된 머리와 탄화수소 꼬리를 가지고 있다고 설명 할 수 있습니다. 그들의 머리는 친수성이거나 물을 좋아하는 반면 꼬리는 소수성이거나 물에 반발합니다.

지질의 또 다른 예는 콜레스테롤입니다. 콜레스테롤은 5 개 또는 6 개의 탄소 원자의 단단한 고리 구조로 배열되며 수소가 부착되고 유연한 탄화수소 꼬리가 있습니다. 첫 번째 고리는 동물 세포막의 물 환경으로 확장되는 수산기를 포함합니다. 그러나 나머지 분자는 물에 녹지 않습니다.

다중 불포화 지방산 (PUFA)은 막 유동성을 돕는 지질입니다. PUFA는 신경 염증 및 에너지 대사와 관련된 세포 신호 전달에 참여합니다. 그들은 오메가 -3 지방산으로 신경 보호 효과를 제공 할 수 있으며, 이 제형에서는 항염증제입니다. 오메가 -6 지방산의 경우 PUFA가 염증을 일으킬 수 있습니다.

스테롤은 식물 막에서 발견되는 지질입니다. 당지질은 탄수화물과 연결된 지질이며 세포 지질 풀의 일부입니다.

지질의 기능

지질은 유기체에서 여러 역할을합니다. 지질은 보호 장벽을 구성합니다. 그들은 세포막과 식물의 세포벽 구조의 일부로 구성됩니다. 지질은 식물과 동물에게 에너지 저장을 제공합니다. 종종 지질은 단백질과 함께 기능합니다. 지질 기능은 측쇄뿐만 아니라 극성 머리 그룹의 변화에 ​​의해 영향을받을 수 있습니다.

인지질은 세포막을 구성하는 양친 매성 성질을 가진 지질 이중층의 기초를 형성합니다. 외층은 물과 상호 작용하고 내층은 유연한 유성 물질로 존재합니다. 세포막의 액체 특성은 그 기능을 돕습니다. 지질은 원형질막뿐만 아니라 핵 외피, 소포체 (ER), 골지체 및 소포와 같은 세포 구획도 구성합니다.

지질은 또한 세포 분열에 참여합니다. 분열 세포는 세포주기에 따라 지질 함량을 조절합니다. 적어도 11 개의 지질이 세포주기 활동에 관여합니다. Sphingolipids는 interphase 동안 cytokinesis에서 역할을합니다. 세포 분열로 인해 원형질막 장력이 발생하기 때문에 지질은 막 강성과 같은 분열의 기계적 측면을 돕는 것으로 보입니다.

지질은 신경과 같은 특수 조직에 보호 장벽을 제공합니다. 신경을 둘러싼 보호 수초는 지질을 포함합니다.

지질은 단백질과 탄수화물보다 두 배 이상의 에너지를 가지고있어 소비로부터 가장 많은 양의 에너지를 제공합니다. 신체는 소화 과정에서 지방을 분해하는데, 일부는 즉각적인 에너지 필요를위한 것이고 다른 일부는 저장을위한 것입니다. 신체는 리파제를 사용하여 지질을 분해하고 결국 더 많은 아데노신 삼인산 (ATP)을 만들어 세포에 전력을 공급함으로써 운동을 위해 지질 저장을 이용합니다.

식물에서 트리 아실 글리세롤 (TAG)과 같은 종자유는 종자 발아 및 성장을위한 식품 저장을 제공합니다. 이 오일은 유체 (OB)에 저장되며 인지질과 올레 오신이라는 단백질에 의해 보호됩니다. 이 모든 물질은 소포체 (ER)에 의해 생성됩니다. 응급실에서 오일 바디가 싹이 트었습니다.

지질은 식물에게 대사 과정과 세포 간의 신호에 필요한 에너지를 제공합니다. 식물의 주요 운반 부분 중 하나 인 체관 (목부와 함께)은 다음과 같은 지질을 포함합니다. 콜레스테롤, 시토스테롤, 캄포 스테롤, 스티그마 스테롤 및 여러 가지 다양한 친 유성 호르몬 및 분자. 다양한 지질은 식물이 손상되었을 때 신호를 보내는 역할을 할 수 있습니다. 식물의 인지질은 또한 식물의 환경 스트레스 요인에 대한 반응과 병원균 감염에 대한 반응으로 작용합니다.

동물의 경우 지질은 환경으로부터 단열재 역할을하고 중요한 장기를 보호합니다. 지질은 부력과 방수 기능도 제공합니다.

스 핑고 이드 기반의 세라마이드라고 불리는 지질은 피부 건강에 중요한 기능을 수행합니다. 그들은 환경으로부터 보호하고 수분 손실을 방지하는 가장 바깥 쪽 피부 층 역할을하는 표피 형성을 돕습니다. 세라마이드는 스핑 고지 질 대사를위한 전구체로 작용합니다. 활성 지질 대사는 피부 내에서 발생합니다. 스핑 고지 질은 피부에서 발견되는 구조적 및 신호 지질을 구성합니다. 세라마이드로 만든 스 핑고 미엘린은 신경계에 널리 퍼져 있으며 운동 뉴런의 생존을 돕습니다.

지질은 또한 세포 신호 전달에 역할을합니다. 중추 및 말초 신경계에서 지질은 막의 유동성을 제어하고 전기 신호 전송을 돕습니다. 지질은 시냅스를 안정시키는 데 도움이됩니다.

지질은 성장, 건강한 면역 체계 및 번식에 필수적입니다. 지질은 신체가 지용성 비타민 A, D, E 및 K와 같은 비타민을간에 저장하도록합니다. 콜레스테롤은 에스트로겐 및 테스토스테론과 같은 호르몬의 전구체 역할을합니다. 또한 지방을 용해시키는 담즙산을 만듭니다. 간과 내장은 콜레스테롤의 약 80 %를 생성하고 나머지는 음식에서 얻습니다.

지질과 건강

일반적으로 동물성 지방은 포화되어 고체 인 반면 식물성 기름은 불포화 된 경향이있어 액체입니다. 동물은 불포화 지방을 생산할 수 없으므로 이러한 지방은 식물 및 조류와 같은 생산자로부터 섭취해야합니다. 차례로 이러한 식물 소비자 (예: 냉수 생선)를 먹는 동물은 유익한 지방을 얻습니다. 불포화 지방은 질병의 위험을 줄이기 때문에 가장 건강에 좋은 지방입니다. 이러한 지방의 예로는 올리브 및 해바라기 오일과 같은 오일, 씨앗, 견과류 및 생선이 있습니다. 잎이 많은 녹색 채소도식이 불포화 지방의 좋은 공급원입니다. 잎의 지방산은 엽록체에 사용됩니다.

트랜스 지방은 포화 지방과 유사한 부분적으로 경화 된 플랜 오일입니다. 이전에 요리에 사용되었던 트랜스 지방은 이제 섭취하기에 건강에 좋지 않은 것으로 간주됩니다.

포화 지방은 질병 위험을 증가시킬 수 있으므로 포화 지방은 불포화 지방보다 적게 섭취해야합니다. 포화 지방의 예로는 붉은 동물 고기와 지방 유제품, 코코넛 오일과 팜 오일이 있습니다.

의료 전문가가 지질을 혈중 지방이라고 할 때 이는 심혈관 건강, 특히 콜레스테롤과 관련하여 자주 논의되는 지방의 종류를 설명합니다. 지단백질은 신체를 통한 콜레스테롤 전달을 돕습니다. 고밀도 지단백 (HDL)은 "좋은"지방 인 콜레스테롤을 말합니다. 간을 통해 나쁜 콜레스테롤을 제거하는 데 도움이됩니다. "나쁜"콜레스테롤에는 LDL, IDL, VLDL 및 특정 트리글리세리드가 포함됩니다. 나쁜 지방은 플라그로 축적되어 심장 마비와 뇌졸중 위험을 증가시켜 동맥을 막힐 수 있습니다. 따라서 지질 균형은 건강에 중요합니다.

염증성 피부 상태는 에이코 사 펜타 엔 산 (EPA) 및 도사 헥사 엔 산 (DHA)과 같은 특정 지질의 섭취로 인해 도움이 될 수 있습니다. EPA는 피부의 세라마이드 프로필을 변경하는 것으로 나타났습니다.

많은 질병이 인체의 지질과 관련이 있습니다. 혈중 중성 지방이 높은 상태 인 고 중성 지방 혈증은 췌장염을 유발할 수 있습니다. 혈액 지방을 분해하는 효소와 같은 트리글리세리드를 줄이기 위해 많은 의약품이 작용합니다. 어유를 통한 의학적 보충에 의해 일부 개인에서 높은 중성 지방 감소가 발견되었습니다.

고 콜레스테롤 혈증 (고혈 중 콜레스테롤)은 후천적이거나 유전적일 수 있습니다. 가족 성 고 콜레스테롤 혈증이있는 개인은 약물로 조절할 수없는 매우 높은 콜레스테롤 수치를 가지고 있습니다. 이것은 심장 마비와 뇌졸중의 위험을 크게 증가 시키며 많은 사람들이 50 세가되기 전에 사망합니다.

혈관에 높은 지질 축적을 일으키는 유전 질환을 지질 축적 질환이라고합니다. 이 과도한 지방 저장은 뇌와 신체의 다른 부분에 해로운 영향을 미칩니다. 지질 저장 질환의 일부 예에는 Fabry 질환, Gaucher 질환, Niemann-Pick 질환, Sandhoff 질환 및 Tay-Sachs가 포함됩니다. 안타깝게도 이러한 지질 축적 질환의 대부분은 어린 나이에 질병과 사망을 초래합니다.

지질은 또한 운동 뉴런 질환 (MND)에서 역할을합니다. 이러한 상태는 운동 뉴런 퇴화 및 사망뿐 아니라 지질 대사 문제로 특징 지어지기 때문입니다. MND에서 중추 신경계의 구조적 지질이 변하며 이것은 막과 세포 신호에 영향을줍니다. 예를 들어, 근 위축성 측삭 경화증 (ALS)과 함께 hypermetabolism이 발생합니다. 영양 (이 경우에는 충분한 지질 칼로리 섭취가 아님)과 ALS 발생 위험 사이에 연관성이있는 것으로 보입니다. 높은 지질은 ALS 환자의 더 나은 결과에 해당합니다. 스핑 고지 질을 표적으로하는 의약품은 ALS 환자를위한 치료제로 고려되고 있습니다. 관련된 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 치료 옵션을 제공하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

유전 적 상 염색체 열성 질환 인 척추 근육 위축 (SMA)에서 지질은 에너지로 적절하게 사용되지 않습니다. SMA 개인은 낮은 칼로리 섭취 환경에서 고지방 질량을 가지고 있습니다. 따라서 지질 대사 기능 장애는 운동 뉴런 질환에서 중요한 역할을합니다.

오메가 -3 지방산이 알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 퇴행성 질환에서 유익한 역할을한다는 증거가 존재합니다. 이것은 ALS의 경우로 입증되지 않았으며 실제로 마우스 모델에서 독성의 반대 효과가 발견되었습니다.

지속적인 지질 연구

과학자들은 계속해서 새로운 지질을 발견하고 있습니다. 현재 지질은 단백질 수준에서 연구되지 않으므로 덜 이해되고 있습니다. 현재 지질 분류의 대부분은 기능보다는 구조에 중점을 둔 화학자와 생물 물리학 자에 의존했습니다. 또한 단백질과 결합하는 경향 때문에 지질 기능을 알아내는 것이 어려웠습니다. 살아있는 세포에서 지질 기능을 밝히는 것도 어렵습니다. 핵 자기 공명 (NMR) 및 질량 분석법 (MS)은 컴퓨팅 소프트웨어의 도움으로 일부 지질 식별을 생성합니다. 그러나 지질 메커니즘과 기능에 대한 통찰력을 얻으려면 현미경에서 더 나은 해상도가 필요합니다. 지질 추출물 그룹을 분석하는 대신 단백질 복합체에서 지질을 분리하기 위해보다 구체적인 MS가 필요합니다. 동위 원소 라벨링은 시각화 및 식별을 향상시키는 역할을 할 수 있습니다.

지질은 알려진 구조적 및 에너지 적 특성 외에도 중요한 운동 기능 및 신호 전달에 중요한 역할을합니다. 지질을 식별하고 시각화하는 기술이 향상됨에 따라 지질 기능을 확인하기 위해 더 많은 연구가 필요할 것입니다. 결국 지질 기능을 과도하게 방해하지 않는 마커가 설계 될 수 있기를 바랍니다. 세포 내 수준에서 지질 기능을 조작 할 수 있다는 것은 연구 돌파구를 제공 할 수 있습니다. 이것은 단백질 연구와 거의 같은 방식으로 과학에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 차례로, 지질 장애로 고통받는 사람들을 잠재적으로 도울 수있는 새로운 약이 만들어 질 수 있습니다.

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