脂类物质

第四章脂类和生物膜本章主要内容一、脂类物质1、脂类的定义2、脂类的种类3、脂类的生理功能4、脂类的结构（重点）（1）油脂（2）磷脂（3）固醇（4）鞘脂二、生物膜1、化学组成（重点）2、生物膜的结构（重点）3、生物膜的生理功能一、脂类的定义、种类、功能和结构（一）定义：多数脂质，化学本质是脂肪酸和醇所形成酯类及其衍生物。这些物质在化学组成和化学结构上差异很大。脂类具有一个共同的物理性质——溶解性质相似：一类难溶于水，易溶于非极性溶剂的有机化合物。（二）种类：脂类脂肪又称三酯酰甘油或甘油三脂类脂胆固醇胆固醇脂磷脂糖脂鞘磷脂（三）生理功能1．供能脂肪组织储存脂肪,约占体重10~20%.1g脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ，而1g糖彻底氧化仅供销能16.7KJ。合理饮食脂肪氧化供能占20~30%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1~3天脂肪氧化供能占85%饱食、少动脂肪堆积，发胖2．保温体表脂类可防止热量散发，保持体温，因其不易导热。3．防止机械损伤：分布在体表及内脏周围的脂类有保持体表及内脏免受机械冲击和磨损的作用。4．促进脂溶性物质的溶解，以利机体吸收。5．构成生物膜的重要物质，细胞内所含的磷脂几乎都存在于生物膜中。6．调节功能，对机体营养及代谢有调节功能。如：脂溶性Vit；类固醇激素；胆碱等均为调节物质。7．作为细胞表面物质与细胞的识别和免疫有关。（四）结构（重点）1．油脂（Glyceride）（脂酰甘油，脂酰甘油酯，甘油三酯）油脂：是油和脂肪的总称。油（oils）：常温下是液态（含不饱和脂肪酸多）油脂脂肪（Fats）：常温下固态or半固态（含饱和脂肪酸多）组成及结构：1分子甘油+3分子脂肪酸。R1，R2，R3可相同，也可不同。R2多为不饱和脂肪酸。三酰甘油：3脂肪酸+1甘油根据所含脂肪酸分子数二酰甘油：2脂肪酸+1甘油单酰甘油：1脂肪酸+1甘油组成成分：甘油、脂肪酸、磷酸、含氮的碱性化合物（胆碱、胆胺）和其它成分。结构通式：式中：R1——脂肪酸C-H链，通常为饱和脂肪酸。R2——脂肪酸C-H链，通常为不饱和脂肪酸。X——含N碱（胆碱、胆胺），Ser，肌醇等。2．甘油磷酸酯（磷酸甘油脂）—磷酯CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOX磷脂的结构类型OH2CCHCH2OOCOCR3R4OPOO-OPO-OCH2CHCH2OOHX=HX=CH2CH2N(CH3)2X=CH2CH2NH2X=CH2CH(OH)CHOHX=CH2CH(NH2)COO-X=X=OHOHOHOHOH磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰甘油磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇二磷脂酰甘油酯卵磷脂（磷脂酰胆碱）脑磷脂（磷脂酰胆胺）卵磷脂被誉为与蛋白质、维生素并列的“第三营养素”。具有保护肝脏、心脏、促进大脑发育，血管的清道夫等功能。磷脂的特点磷酸甘油脂含两个长C-H链（R1，R2）使分子一部分为疏水性（非极性），第三个C原子被磷酸酯化并带有亲水X基团，有极性。分子为两性脂类或两性分子。如：磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链，是优良的两亲性分子磷脂的两亲性结构(CH3)3N+CH2CH2OPO-OOCH2CHCH2OOCCOOR1R2极性端非极性端磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜磷脂在膜的位置3、鞘脂类鞘脂类是植物和动物细胞膜的重要组分，在神经组织、脾脏、肺及血液中含量较高结构：CH2CHNHCHCH=CHOH(CH2)12CH3神经鞘氨醇OOHCH2OHOOHOH半乳糖R:脂肪酸COR鞘脂类的特点：一个极性头和两个非极性尾，不含有甘油半乳糖脑苷脂脑苷脂的分子结构鞘氨醇油酸代表性鞘脂类物质1：鞘氨醇磷脂的结构代表性鞘脂类物质2：存在于神经组织，脾脏，肺及血液中4．固醇类基本结构：环戊烷多氢菲固醇是环戊烷多氢菲的衍生物。动物固醇以胆固醇为代表。植物固醇以麦角固醇为代表。胆固醇麦角固醇固醇类的多样性功能：（1）作为激素，起代谢调节作用。胆酸、胆汁酸组成胆汁肾上腺皮质激素、昆虫的蜕皮激素、性激素(包括雌激素、孕激素和雄激素等)，能调节动物和人体的新陈代谢及生殖、发育等生理活动（2）作为乳化剂，有助于脂类消化吸收（3）抗炎症作用。抗炎剂、促蛋白合成类固醇HOOHOHOHO胆酸（一）生物膜的概述生物膜：细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。外周膜：生物的基本结构和功能单位是细胞，任何细胞都以一层薄膜（厚约4-7nm）将其内含物与环境分开，这层膜称为细胞膜或外周膜；内膜：多数细胞中有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器，如细胞核，线粒体，内质网，高尔基体等。二、生物膜（二）膜的化学组成（重点）组成：①脂类：磷脂——以卵磷脂最多；胆固醇（动物细胞质膜含量高）；糖脂。②蛋白质（包括酶）：外周蛋白；内在蛋白。③多糖。④水，金属离子等。1．脂质脂质主要部分卵磷脂为两性物质：一个亲水头部；两个疏水尾巴。极性（亲水）端和非极性（疏水）端示意：膜周围环境有水分，膜脂分子亲水端朝向膜外侧，疏水端朝向膜中央，自动形成双分子层排列。2．膜蛋白不是单一的某种蛋白，是多种蛋白质的总称。不同膜，蛋白质种类、数量不同；据粗略计算，细胞中大约有20%—25%蛋白质与膜结构相联系。根据在膜上定位分为；外周蛋白内在蛋白（或镶嵌蛋白）（1）外周蛋白：分布在膜脂双层表面，通过静电力或Vanderweals力松弛结合在膜表面；易被有机溶剂分离下来，易溶于水。外周蛋白占膜蛋白总量的20—30%（2）内在蛋白：通过疏水效应和Vanderweals力与膜脂双层紧密结合的蛋白质。内在蛋白占膜蛋白的70—80%。全部深埋在脂双层的疏水区；内在蛋白在膜内位置部分镶嵌在脂双层中；横跨脂双层。（三）膜的结构流动镶嵌模型——1972年，J.S.Singer和G.L.Nicolson模型要点：1．脂质以脂双层排列，亲水头向外、疏水尾向内聚集，构成生物膜主体，膜厚约5nm；基本结构的重复单位是磷脂，使膜表现出高电阻性及高极性分子的不通透性。2．膜蛋白为球蛋白，一些位于脂双层内外表面；一些镶嵌在脂双层中或完全的埋在脂双层中；一些横穿整个膜两侧。特点：1．膜的流动性：膜脂质，及大部分蛋白质能做侧向平面方向扩散，使双分子层具有流动性、柔韧性。脂双层不能做纵向翻转。2．不对称性：结构与功能的两侧不对称性。膜两侧脂质及蛋白质在结构上的分布不对称，故使膜两侧表现的功能也不同。（四）生物膜的功能在细胞或细胞器中，生物膜第一个重要作用是将其内含物质与外界环境分隔开来，使之成为具有特殊功能的独立个体。生物膜能够保护细胞或细胞器不受或少受外界环境因素改变的影响，保持它们原有的形状和完整结构。体表脂类可防止热量散发，保持体温。因其不易导热。1．保护和保温功能2．转运功能细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。3．能量转换氧化磷酸化：通过生物氧化作用，将食物分子中存储的化学能转变成生物能，即将化学能转换成ATP分子的高能磷酸键。然后再通过ATP分子磷酸键的分解释放能量，为生物体提供所需的能量。真核细胞的氧化磷酸化主要在线粒体膜上进行。原核细胞的氧化磷酸化则是在细胞质膜上进行。光合磷酸化主要在叶绿体膜上进行。4．信息传递生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。细胞膜上有接受不同信息的专一性受体，这些受体能识别和接受各种特殊信息，然后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传和其它生理活动。