지질은 살아있는 유기체에서 발견되는 지방, 오일, 스테로이드 및 왁스와 같은 화합물 그룹을 포함합니다. 원핵 생물과 진핵 생물은 지질을 가지고 있으며, 이는 막 형성, 보호, 단열재, 에너지 저장, 세포 분열 등과 같은 많은 중요한 역할을 생물학적으로 수행합니다. 의학에서 지질은 혈액 지방을 나타냅니다.
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지질은 살아있는 유기체에서 발견되는 지방, 오일, 스테로이드 및 왁스를 지정합니다. 지질은 에너지 저장, 보호, 단열재, 세포 분열 및 기타 중요한 생물학적 역할을 위해 종에 걸쳐 여러 기능을 제공합니다.
지질 구조
지질은 알코올 글리세롤과 지방산으로 만든 트리글리세리드로 만들어집니다. 이 기본 구조에 추가하면 지질이 큰 다양성을 산출합니다. 지금까지 10,000 가지가 넘는 지질이 발견되었으며, 많은 사람들이 세포 대사 및 물질 수송을위한 다양한 단백질과 함께 작용합니다. 지질은 단백질보다 상당히 작습니다.
지질의 예
지방산은 한 가지 유형의 지질이며 다른 지질의 빌딩 블록 역할을합니다. 지방산은 카르 복실 (-COOH) 그룹이 부착 된 수소 체인에 결합 된 그룹을 함유한다. 이 사슬은 물 불용성입니다. 지방산은 포화되거나 불포화 될 수 있습니다. 포화 지방산은 단일 탄소 결합을 갖는 반면, 불포화 지방산은 이중 탄소 결합을 갖는다. 포화 지방산이 트리글리세리드와 결합되면 실온에서 고체 지방이 발생합니다. 구조로 인해 단단히 포장되기 때문입니다. 대조적으로, 트리글리세리드와 결합 된 불포화 지방산은 액체 오일을 생성하는 경향이있다. 불포화 지방의 꼬임 구조는 실온에서 느슨하고 유체 물질을 생성합니다.
인지질은 지방산으로 치환 된 인산염 그룹을 갖는 트리글리세리드로 만들어진다. 그들은 전하 된 머리와 탄화수소 꼬리를 가진 것으로 묘사 될 수 있습니다. 그들의 머리는 친수성 또는 물을 좋아하는 반면, 꼬리는 소수성이거나 물에 대한 보호 자입니다.
지질의 또 다른 예는 콜레스테롤입니다. 콜레스테롤은 5 ~ 6 개의 탄소 원자의 강성 고리 구조로 배열되며, 수소가 부착되고 유연한 탄화수소 꼬리가 있습니다. 첫 번째 고리는 동물 세포막의 물 환경으로 확장되는 하이드 록실기를 함유한다. 그러나 나머지 분자는 물 불용성입니다.
다중 불포화 지방산 (PUFAS)은 막 유동성을 돕는 지질입니다. PUFA는 신경 염증 및 에너지 대사와 관련된 세포 신호에 참여합니다. 그들은 오메가 -3 지방산으로서 신경 보호 효과를 제공 할 수 있으며,이 제제에서는 항염증제입니다. 오메가 -6 지방산의 경우, PUFA는 염증을 유발할 수 있습니다.
스테롤은 식물 막에서 발견되는 지질입니다. 글리한 지질은 탄수화물에 연결된 지질이며 세포 지질 풀의 일부입니다.
지질의 기능
지질은 유기체에서 몇 가지 역할을합니다. 지질은 보호 장벽을 구성합니다. 그들은 세포막과 식물에서 세포벽의 일부 구조를 포함한다. 지질은 식물과 동물에게 에너지 저장을 제공합니다. 종종 지질은 단백질과 함께 기능합니다. 지질 기능은 극성 헤드 그룹의 변화와 측쇄의 변화에 의해 영향을받을 수 있습니다.
인지질은 세포막을 구성하는 양서류 성질을 가진 지질 이중층의 기초를 형성합니다. 외부 층은 물과 상호 작용하는 반면 내부 층은 유연한 유성 물질로 존재합니다. 세포막의 액체 특성은 그들의 기능을 돕는다. 지질은 혈장 막뿐만 아니라 핵 외피, 소포체 (ER), 골지 장치 및 소포와 같은 세포 구획을 구성합니다.
지질은 또한 세포 분열에 참여합니다. 분할 세포는 세포주기에 따라 지질 함량을 조절합니다. 적어도 11 개의 지질이 세포주기 활성에 관여한다. 스핑 고지 질은 간기 동안 세포 운동에서 역할을합니다. 세포 분열은 혈장 막 장력을 초래하기 때문에 지질은 막 강성과 같은 분열의 기계적 측면을 도울 수있는 것으로 보인다.
지질은 신경과 같은 특수 조직에 대한 보호 장벽을 제공합니다. 보호 미엘린 칼집 주변 신경에는 지질이 포함되어 있습니다.
지질은 단백질 및 탄수화물로 에너지의 두 배 이상을 갖는 소비량에서 가장 많은 양의 에너지를 제공합니다. 신체는 소화에서 지방을 분해하고, 일부는 즉각적인 에너지 요구와 다른 일부는 저장을 위해서. 신체는 리파제를 사용하여 지질을 분해하고 결국 더 많은 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)를 전력 세포로 만들어서 운동을위한 지질 저장을 그립니다.
.식물에서 트리 아실 글리세롤 (TAG)과 같은 종자 오일은 종자 발아 및 체육관 모두의 성장을위한 식품 저장을 제공합니다. 이 오일은 오일 바디 (OBS)에 저장되고 알레오신이라는 인지질 및 단백질에 의해 보호됩니다. 이러한 모든 물질은 소포체 (ER)에 의해 생성됩니다. ER의 기름 바디 싹.
지질은 식물에 대사 과정과 세포 사이의 신호에 필요한 에너지를 제공합니다. 식물의 주요 수송 부분 중 하나 (자일 렘과 함께)는 콜레스테롤, 시테로 롤, 캄퍼스 롤, 스티그 마스터 롤 및 다양한 친 유성 호르몬 및 분자와 같은 지질을 함유하고 있습니다. 다양한 지질은 식물이 손상 될 때 신호 전달에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 식물의 인지질은 또한 식물의 환경 스트레스 요인뿐만 아니라 병원체 감염에 대한 반응으로 작동합니다.
동물에서, 지질은 또한 환경으로부터의 단열재로 작용하고 중요한 기관의 보호 역할을한다. 지질은 부력과 방수를 제공합니다.
스핑 이드 기반 인 세라마이드 (ceramides)라는 지질은 피부 건강에 중요한 기능을 수행합니다. 그들은 환경으로부터 보호하고 물 손실을 방지하는 가장 바깥 쪽 피부 층 역할을하는 표피를 형성하는 데 도움이됩니다. 세라마이드는 스핑 고지 질 대사를위한 전구체로 작용하고; 활성 지질 대사는 피부 내에서 발생합니다. 스핑 고지 질은 피부에서 발견되는 구조 및 신호 지질을 구성합니다. 세라마이드로 만든 스 핑고 미 엘린은 신경계에서 널리 퍼져 있으며 운동 뉴런이 생존하는 데 도움이됩니다.
지질은 또한 세포 신호 전달에 역할을한다. 중앙 및 말초 신경계에서, 지질은 막의 유동성을 제어하고 전기 신호 전달을 돕는다. 지질은 시냅스를 안정화시키는 데 도움이됩니다.
지질은 성장, 건강한 면역계 및 생식에 필수적입니다. 지질은 신체가 지방 용수 비타민 A, D, E 및 K. 콜레스테롤과 같은 간에 비타민을 저장할 수있게합니다. 콜레스테롤은 에스트로겐 및 테스토스테론과 같은 호르몬의 선구자 역할을합니다. 또한 지방을 용해시키는 담즙산을 만듭니다. 간과 내장은 콜레스테롤의 약 80 %를 만드는 반면 나머지는 음식에서 얻습니다.
지질 및 건강
일반적으로, 동물성 지방은 포화되어 고체이며, 식물 오일은 불포화되어 액체가되는 경향이 있습니다. 동물은 불포화 지방을 생산할 수 없으므로 식물과 조류와 같은 생산자로부터 지방을 섭취해야합니다. 결과적으로, 그 식물 소비자 (예 :냉수 물고기)를 먹는 동물들은 그 유익한 지방을 얻습니다. 불포화 지방은 질병의 위험을 줄이면서 먹는 가장 건강한 지방입니다. 이 지방의 예로는 올리브 및 해바라기 오일과 같은 오일뿐만 아니라 씨앗, 견과류 및 생선이 있습니다. 잎이 많은 녹색 채소는 또한식이 불포화 지방의 좋은 공급원입니다. 잎의 지방산은 엽록체에 사용됩니다.
트랜스-지방은 포화 지방과 비슷한 부분적으로 수소화 된 계획 오일입니다. 이전에 요리에 사용 된 트랜스 지방은 이제 소비에 건강에 해로운 것으로 간주됩니다.
포화 지방은 질병 위험을 증가시킬 수 있으므로 포화 지방은 불포화 지방보다 적게 섭취해야합니다. 포화 지방의 예로는 붉은 동물 고기 및 지방 유제품뿐만 아니라 코코넛 오일 및 팜유가 있습니다.
의료 전문가가 지질을 혈액 지방이라고 부르는 경우, 이것은 심혈관 건강, 특히 콜레스테롤과 관련하여 종종 논의되는 지방의 종류를 설명합니다. 지단백질은 신체를 통해 콜레스테롤의 수송에 도움이됩니다. 고밀도 지단백질 (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 플라크로 축적되어 심장 마비와 뇌졸중 위험을 증가시켜 동맥을 막을 수 있습니다. 따라서 지질의 균형은 건강에 중요합니다.
염증성 피부 상태는 Eicosapentaenoic acid (EPA) 및 Docsahexaenoic acid (DHA)와 같은 특정 지질의 소비로부터 이익을 얻을 수 있습니다. EPA는 피부의 세라마이드 프로파일을 변경하는 것으로 나타났습니다.
많은 질병은 인체의 지질과 관련이 있습니다. 혈액에서 높은 트리글리세리드의 상태 인 고 트리글리세리드 혈증은 췌장염을 유발할 수 있습니다. 다수의 의약품은 혈액 지방을 분해하는 효소와 같은 트리글리세리드를 감소시키는 데 작용합니다. 일부 개인에서는 생선 기름을 통한 의료 보충에 의해 높은 트리글리세리드 감소가 발견되었습니다.
고 콜레스테롤 혈증 (고혈당 콜레스테롤)은 획득되거나 유전 적으로 될 수 있습니다. 가족 성 고 콜레스테롤 혈증 환자는 약물을 통해 제어 할 수없는 엄청나게 높은 콜레스테롤 값을 가지고 있습니다. 이것은 심장 마비와 뇌졸중의 위험을 크게 증가시킵니다. 많은 사람들이 50 세에 도달하기 전에 죽어 가고 있습니다.
혈관에 높은 지질 축적을 초래하는 유전 질환을 지질 저장 질환이라고합니다. 이 과도한 지방 저장은 뇌와 신체의 다른 부분에 해로운 영향을 미칩니다. 지질 저장 질환의 일부 예로는 Fabry 질병, Gaucher Disease, Niemann-Pick Disease, Sandhoff Disease 및 Tay-Sachs가 있습니다. 불행히도, 이러한 지질 저장 질환의 대부분은 어린 나이에 질병과 사망을 초래합니다.
지질은 또한 운동 뉴런 질병 (MND)에서 역할을한다. 이러한 조건은 운동 뉴런 변성 및 사망뿐만 아니라 지질 대사 문제에 의해 특징 지워지기 때문이다. MND에서, 중추 신경계의 구조 지질은 변화하며, 이는 막과 세포 신호 전달에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 하이퍼 메트형 대사는 근 위축성 측면 경화증 (ALS)에서 발생합니다. 영양 (이 경우 소비 된 지질 칼로리가 충분하지 않음)과 ALS 발병 위험 사이에는 연관성이있는 것으로 보입니다. 더 높은 지질은 ALS 환자의 더 나은 결과에 해당합니다. 스핑 고지 질을 대상으로하는 의약품은 ALS 환자의 치료로 간주되고 있습니다. 관련된 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 치료 옵션을 제공하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
척추 근육 위축 (SMA)에서 유전자 상 염색체 열성 질환 인 지질은 에너지에 적절하게 사용되지 않습니다. SMA 개인은 저칼로리 섭취 환경에서 고지방 질량을 가지고 있습니다. 따라서, 지질 대사 기능 장애가 운동 뉴런 질환에서 중요한 역할을한다.
알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 퇴행성 질환에서 유익한 역할을하는 오메가 -3 지방산에 대한 증거가 존재합니다. 이것은 ALS의 경우 인 것으로 입증되지 않았으며 실제로 독성의 반대 효과는 마우스 모델에서 발견되었습니다.
진행중인 지질 연구
과학자들은 계속 새로운 지질을 발견하고 있습니다. 현재, 지질은 단백질 수준에서 연구되지 않으므로 이해가 적다. 현재 지질 분류의 대부분은 화학자와 생물 생리 학자에게 의존했으며 기능보다는 구조에 중점을 둡니다. 또한, 단백질과 결합하는 경향이 있기 때문에 지질 기능을 애타게하는 것은 어려운 일이었다. 살아있는 세포에서 지질 기능을 밝히는 것도 어렵다. 핵 자기 공명 (NMR) 및 질량 분석법 (MS)은 컴퓨팅 소프트웨어의 도움으로 일부 지질 식별을 산출합니다. 그러나 지질 메커니즘과 기능에 대한 통찰력을 얻으려면 현미경의 더 나은 해상도가 필요합니다. 지질 추출물 그룹을 분석하는 대신, 단백질 복합체로부터 지질을 분리하기 위해보다 구체적인 MS가 필요할 것이다. 동위 원소 라벨링은 시각화와 식별을 향상시키는 역할을 할 수 있습니다.
지질이 알려진 구조적 및 에너지 특성 외에도 중요한 모터 기능 및 신호 전달에 중요한 역할을한다는 것은 분명합니다. 지질을 식별하고 시각화하기위한 기술이 향상됨에 따라 지질 기능을 확인하기 위해 더 많은 연구가 필요합니다. 결국, 희망은 지질 기능을 지나치게 방해하지 않는 마커를 설계 할 수 있기를 희망합니다. 세포 내 수준에서 지질 기능을 조작 할 수 있으면 연구 혁신을 제공 할 수 있습니다. 이것은 단백질 연구와 거의 같은 방식으로 과학을 혁신 할 수 있습니다. 결과적으로, 지질 장애로 고통받는 사람들을 잠재적으로 도울 수있는 새로운 의약품이 만들어 질 수 있습니다.
