脂類(lèi)與生物膜

衍生脂類(lèi)甘油三酯磷脂糖脂脂類(lèi)單純脂類(lèi)復(fù)合脂類(lèi)蠟1.2根據(jù)其分子組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.1

脂類(lèi)也稱(chēng)脂質(zhì)，是一類(lèi)性質(zhì)微溶或不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物，絕大多數(shù)脂類(lèi)是由脂肪酸和醇所形成的酯及其衍生物。1.脂類(lèi)貯存脂類(lèi)——重要的貯能供能物質(zhì)，每克脂肪氧化時(shí)可釋放出38.9kJ的能量，每克糖和蛋白質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量?jī)H分別為17.2kJ和23.4kJ。蠟是海洋浮游生物體內(nèi)能量物質(zhì)的主要儲(chǔ)存形式。結(jié)構(gòu)脂類(lèi)——磷脂、糖脂、硫脂等有機(jī)物是生物體的重要成分（如生物膜系統(tǒng)）?；钚灾?lèi)——一些具有特殊生理活性的物質(zhì)，如維生素A.D.K.E，激素等。脂類(lèi)（糖脂）與信息識(shí)別、種屬特異性、組織免疫有密切的關(guān)系。1.3脂類(lèi)的生物學(xué)功能

必需脂肪酸(FA)：人和哺乳動(dòng)物生長(zhǎng)所需的但不能合成，必須由膳食提供的不飽和脂肪酸，亞油酸、亞麻酸。

脂肪酸是具有長(zhǎng)烴鏈的羧酸。通常以酯的形式為各種脂質(zhì)的組分，少量以游離形式存在。是若干脂類(lèi)物質(zhì)的基本組成成分。

它可分為飽和與不飽和脂肪酸兩大類(lèi)。烴鏈中含有不飽和雙鍵的脂肪酸為不飽和脂肪酸，如油酸、亞油酸等，不含雙鍵的脂肪酸，則稱(chēng)飽和脂肪酸，如軟脂酸、硬脂酸。1.4脂肪酸

有些不飽和脂肪酸具有顯著的生物活性，如廿碳五烯酸（EPA）有降低血脂、降低血清膽固醇含量、防止動(dòng)脈粥樣硬化等藥理作用，被稱(chēng)為“血管清道夫”。又如廿二碳六烯酸（DHA）是大腦細(xì)胞形成和發(fā)育不可缺少的物質(zhì)，對(duì)促進(jìn)智力、加強(qiáng)記憶力、延緩大腦衰老有重要作用，有“腦黃金”之稱(chēng)。DHA只存在于魚(yú)、貝類(lèi)等水生動(dòng)物中，在魚(yú)油中含量最高。

當(dāng)鏈中碳原子以雙鍵連接時(shí)，脂肪酸分子可以是不飽和的。當(dāng)一個(gè)雙鍵形成時(shí)，這個(gè)鏈存在兩種形式：順式和反式。順式（cis）鍵看起來(lái)象U型，反式（trans）鍵看起來(lái)像線(xiàn)形。順式鍵形成的不飽和脂肪酸室溫下是液態(tài)如植物油，反式鍵形成的不飽和脂肪酸室溫下是固態(tài)。

反式脂肪酸有天然存在和人工制造兩種情況。人乳和牛乳中都天然存在反式脂肪酸，牛奶中反式脂肪酸約占脂肪酸總量的4—9%，人乳約占2—6%。

為增加貨架期和產(chǎn)品穩(wěn)定性而添加氫化油的產(chǎn)品中都可以發(fā)現(xiàn)反式脂肪酸。包括薄脆餅干、焙烤食品、谷類(lèi)食品、面包、快餐如炸薯?xiàng)l、炸魚(yú)、洋蔥圈、人造黃油特別是粘性人造黃油。

食用油的氫化處理是由德國(guó)化學(xué)家威廉·諾曼發(fā)明的，并于1902年取得專(zhuān)利。1.形成血栓2.影響發(fā)育3.降低記憶4.容易發(fā)胖5.影響生育6.引發(fā)冠心病

共軛亞油酸就是一種有益的反式脂肪酸，它具有一定的抗腫瘤作用。1.5單純脂類(lèi)（1）甘油三酯是有三分子脂肪酸與甘油所形成的的酯，也稱(chēng)三酰甘油。植物性甘油三酯多為油，動(dòng)物性甘油三酯多為脂。（2）蠟不溶于水，常溫下呈固態(tài)，來(lái)源不同天然蠟可分動(dòng)物蠟和植物蠟兩類(lèi)，動(dòng)物蠟主要有蜂蠟、蟲(chóng)蠟（白蠟）、鯨蠟、羊毛蠟等。植物蠟主要為巴西棕櫚蠟。蠟可以防水和防止水分散失，病原微生物的侵害及其他損傷。在工業(yè)生產(chǎn)中，蠟作為潤(rùn)滑劑、涂料、拋光劑等的原料。（1）磷脂是含有磷酸的脂類(lèi)，包括甘油磷脂和鞘磷脂兩大類(lèi)。（2）糖脂是指糖通過(guò)半縮羥基以糖苷鍵形式與脂類(lèi)連接的復(fù)合脂，可分為鞘糖脂、甘油糖脂以及由類(lèi)固醇衍生的糖脂。前兩類(lèi)糖脂作為生物膜的結(jié)構(gòu)成分。1.6復(fù)合脂類(lèi)脂溶性維生素特點(diǎn)：不溶于水而溶于脂肪及有機(jī)溶劑中；化學(xué)組成僅含C、H、O；在食物中常與脂類(lèi)共存，在酸敗的脂肪中容易破壞；主要儲(chǔ)存于肝臟中；攝入過(guò)多，可引起中毒；攝入過(guò)少，可緩慢出現(xiàn)缺乏癥狀。脂溶性維生素是一類(lèi)結(jié)構(gòu)相關(guān)、功能不同的化合物。構(gòu)成主要包括：維生素A、維生素D、維生素E、維生素K等。1.7衍生脂類(lèi)許多衍生脂類(lèi)都是生物體內(nèi)重要的生物活性物質(zhì)，例如前列腺素、血栓素、白三烯，萜類(lèi)，類(lèi)固醇類(lèi)。理化性質(zhì)：

VitA和胡蘿卜素均耐熱、酸、堿；

溶于脂肪，不溶于水，一般烹調(diào)加工不易破壞

易被氧化和被紫外線(xiàn)破壞；

食物中含有磷脂、VitE、VitC和其它抗氧化物質(zhì)

時(shí)，VitA和胡蘿卜素均較穩(wěn)定。（1）.構(gòu)成視覺(jué)細(xì)胞內(nèi)的感光物質(zhì)——視紫紅質(zhì)：白天感到光刺眼，必須帶墨鏡；眼睛外突，怕光，眼袋大，眼睛有疲勞感，眼屎增加，眼睛發(fā)干。1.維生素A（視黃醇）作用：（2）.維持皮膚粘膜層的完整性（維生素A是細(xì)胞膜表面糖蛋白合成的重要物質(zhì)）。（3）.促進(jìn)骨骼發(fā)育（幼兒）。（4）.防止腫瘤（皮組織腫瘤）。

干眼病——維生素A缺乏最明顯的癥狀。結(jié)膜、角膜上皮組織變性，淚腺受損分泌減少，結(jié)膜出現(xiàn)皺紋，失去正常光澤。患者常感眼睛干燥、怕光、流淚，發(fā)炎，疼痛戴隱形眼鏡者長(zhǎng)期看電視、電腦操作眼睛有不適感者長(zhǎng)期在日光燈下工作者眼睛外突，怕光，眼袋嚴(yán)重者皮膚干燥而粗糙者脫發(fā)、頭屑過(guò)多者需要適當(dāng)補(bǔ)充維生素A的人群：維生素A存在于：

動(dòng)物肝臟＞奶油和黃油＞紅、黃、綠色的蔬菜瓜果紅—紅蘿卜;黃—南瓜、杏、柿子、山芋;綠—菠菜、青椒、韭菜我是不是你最疼愛(ài)的人！合作關(guān)系

：

β—胡蘿卜素在膽鹽的協(xié)助下變?yōu)榫SA。維E保護(hù)維A不被氧化。維A和鋅搭配，達(dá)到最佳效果。維D促進(jìn)維A的吸收。

2.維生素D（陽(yáng)光維生素）理化性質(zhì)：

VitD化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定

中性和堿性溶液中，不易被氧化

但在酸性環(huán)境下會(huì)逐漸破壞

一般烹調(diào)加工不易破壞作用：1、促進(jìn)鈣、磷在腸道的吸收2、促進(jìn)兒童、青少年骨骼牙齒發(fā)育，預(yù)防佝僂病。3、促進(jìn)腎臟重吸收鈣、磷和維持血鈣、血磷的正常水平。缺乏原因：攝入不足或人體日光照射不夠缺乏癥狀：骨質(zhì)軟化，牙齒松動(dòng)，雞胸、佝僂?。▼胗變海?；手足痙攣、骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)增生、骨折（成人）。需要適當(dāng)補(bǔ)充維生素D的人群：接觸陽(yáng)光較少者處于生長(zhǎng)發(fā)育期者處于更年期者有骨質(zhì)疏松癥者3.維生素E（生育酚）理化性質(zhì)：

對(duì)熱及酸穩(wěn)定，對(duì)堿不穩(wěn)定，

對(duì)氧十分敏感，油脂酸敗加速破壞

一般烹調(diào)時(shí)VitE損失不大，但油炸時(shí)VitE活性明顯↓作用：（1）延緩衰老：細(xì)胞體外培養(yǎng)，60－70代；加入維E，可延續(xù)至120－140代。使細(xì)胞壽命翻了一倍。（2）強(qiáng)的抗氧化活性。清除細(xì)胞膜中的過(guò)氧化自由基。也防止維生素A、C的氧化（抗氧化金三角）．↓疤痕組織的形成（3）促進(jìn)性激素分泌，提高生殖功能。（4）凈化血液，保護(hù)血管。（5）增強(qiáng)肝臟的解毒功能。漂白劑、殺蟲(chóng)劑、化肥、其他環(huán)境污染。（6）提高血紅素合成過(guò)程有關(guān)酶的活性，從而促進(jìn)血紅素的合成。合作關(guān)系：1、維生素C保護(hù)維生素E不被氧化，維E極易氧化。2、硒和維生素E相輔相成；硒有節(jié)約維生素E的作用4.維生素K（凝血維生素）維生素K是促進(jìn)肝臟合成凝血酶原（凝血因子Ⅱ），及調(diào)節(jié)凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、的合成。在天然維生素K有兩種，K1在綠色植物和動(dòng)物肝臟中含量較豐富，K2為人和動(dòng)物腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物。

生物膜（biomembranes）：是細(xì)胞和各種細(xì)胞器表面所包裹著的一層極薄的膜系結(jié)構(gòu)，是具有高度選擇性的半透性膜。細(xì)胞膜（質(zhì)膜）、細(xì)胞內(nèi)膜（細(xì)胞器膜）2.1.生物膜的化學(xué)組成部分生物膜主要是由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、少量的糖類(lèi)組成，還含有少量的無(wú)機(jī)鹽和水。（膜脂、膜蛋白、糖類(lèi)）生物膜的功能：物理屏障、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能、信息分子識(shí)別和信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換等。2.1.1膜脂組成生物膜的脂質(zhì)有磷脂、膽固醇和糖脂等，其中磷脂含量最高，分布最廣，磷脂是膜脂的基本成分。植物細(xì)胞和細(xì)菌細(xì)胞膜中的糖脂主要是甘油糖脂，動(dòng)物細(xì)胞膜中糖脂約占5%。膽固醇在動(dòng)物細(xì)胞中含量較高，且質(zhì)膜中膽固醇的含量多于細(xì)胞器膜，其含量一般不超過(guò)膜脂的1/3，植物中膽固醇含量較少。膽固醇在調(diào)節(jié)生物膜流動(dòng)性，和增加膜的穩(wěn)定性，降低極形物質(zhì)的通透性等物理狀態(tài)有重要的作用。由磷脂形成的雙層脂膜的示意圖

在水溶液中兩性的磷脂分子為避免疏水部分接觸水分子而定向排列，形成脂雙層結(jié)構(gòu)。脂雙層中，磷脂分子的疏水基團(tuán)在內(nèi)部而親水的頭部在表面。

分布于膜的脂雙層外表面，通過(guò)極性氨基酸殘基以離子鍵、氫鍵、范德華力等次級(jí)鍵與膜脂極性頭部或與內(nèi)嵌蛋白的親水部分結(jié)合。2.1.2膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要承擔(dān)者，依據(jù)膜蛋白與脂雙層相互作用方式不同，分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白。有的全部埋于脂雙層的疏水區(qū)，有的部分嵌在脂雙層中，有的橫跨全膜.主要靠疏水作用通過(guò)某些非極性氨基酸殘基與膜脂疏水部分相結(jié)合。膜蛋白之內(nèi)嵌蛋白2.1.3糖類(lèi)多數(shù)以糖蛋白的形式存在，少量以糖脂形式存在。人們形象地將它比喻為細(xì)胞表面的化學(xué)天線(xiàn)，在接受外界信息及細(xì)胞間相互識(shí)別方面發(fā)揮重要作用。b嵌在膜內(nèi)的糖脂，糖鏈伸在質(zhì)膜外。c嵌在膜內(nèi)的糖蛋白，糖鏈伸在質(zhì)膜外d緊貼在膜上的蛋白多糖。e膽固醇f蛋白質(zhì)分子2.2生物膜的結(jié)構(gòu)——流動(dòng)鑲嵌模型（1）生物膜的基本結(jié)構(gòu)-脂雙層（2）生物膜的流動(dòng)性膜脂的流動(dòng)性膜脂分子的不斷運(yùn)動(dòng)：側(cè)向運(yùn)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)運(yùn)

動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、左右擺動(dòng)。膽固醇是膜流

動(dòng)性的調(diào)節(jié)劑膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性生物膜組分的不對(duì)稱(chēng)性：膜質(zhì)的不對(duì)稱(chēng)性分布和膜蛋白定向分布與其功能有密切關(guān)系。在時(shí)間和空間上確保了各種生理功能的有序進(jìn)行。

脂質(zhì)分子在生理?xiàng)l件下呈現(xiàn)晶體的規(guī)律性排列和液態(tài)的可流動(dòng)性——液晶態(tài)。轉(zhuǎn)變只在特定溫度范圍發(fā)生——相變溫度/熔點(diǎn)——受磷脂種類(lèi)和脂肪酸烴鏈長(zhǎng)短及飽和度影響（鏈長(zhǎng)越短熔點(diǎn)越低；相同鏈長(zhǎng)——不飽和比飽和的熔點(diǎn)低，雙鍵越多熔點(diǎn)越低）

膽固醇可以抑制溫度所引起的相變，防止低溫時(shí)轉(zhuǎn)向晶態(tài)，膜流動(dòng)性急劇降低；阻止生物膜由液晶態(tài)轉(zhuǎn)向液態(tài)，膜流動(dòng)性加劇。其調(diào)節(jié)作用使膜流動(dòng)性保持正常適中范圍。

無(wú)論是質(zhì)膜還是細(xì)胞器膜的糖基全部排列在非胞質(zhì)面，即質(zhì)膜上的糖基位于細(xì)胞表面，細(xì)胞器膜的糖基全部朝向內(nèi)腔，與信息的相互識(shí)別有關(guān)。

脂質(zhì)分子在膜兩側(cè)分布不對(duì)稱(chēng),內(nèi)外兩層脂質(zhì)的成分和含量明顯不同磷脂酰膽堿和鞘磷脂通常分布在膜外層。膜脂不對(duì)稱(chēng)分布會(huì)導(dǎo)致膜兩側(cè)的電荷數(shù)量、流動(dòng)性差異,與膜蛋白定向分布及其功能密切相關(guān)。2.3生物膜的功能（1）物質(zhì)運(yùn)輸小分子跨膜運(yùn)輸：主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸；

大分子跨膜運(yùn)輸：內(nèi)吞作用和外排作用；物質(zhì)方式濃度梯度載體能量特征小分子直接通透無(wú)要求不需不需脂溶性物質(zhì)促進(jìn)擴(kuò)散高→→低需不需需通道蛋白易化擴(kuò)散高→→低需不需與載體蛋白可逆結(jié)合主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)低→→