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지질은 살아있는 유기체에서 발견되는 지방, 오일, 스테로이드 및 왁스와 같은 화합물 그룹을 포함한다. 원핵 생물 및 진핵 생물 둘 다 지질을 보유하는데, 이는 막 형성, 보호, 단열, 에너지 저장, 세포 분열 등과 같은 생물학적으로 많은 중요한 역할을한다. 의학에서 지질은 혈액 지방을 말합니다.
TL; DR (너무 길고 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 만들어진 트리글리세리드로 만들어집니다. 이 기본 구조에 추가하면 지질이 매우 다양합니다. 지금까지 10,000 가지가 넘는 지질이 발견되었으며, 많은 사람들이 세포 대사 및 물질 수송을 위해 매우 다양한 단백질을 연구하고 있습니다. 지질은 단백질보다 상당히 작습니다.
지질의 예
지방산은 한 가지 유형의 지질이며 다른 지질의 구성 요소로도 사용됩니다. 지방산은 수소가 부착 된 탄소 사슬에 결합 된 카르 복실 (-COOH) 그룹을 포함합니다. 이 사슬은 수 불용성입니다. 지방산은 포화 또는 불포화 일 수있다. 불포화 지방산은 단일 탄소 결합을 갖는 반면, 불포화 지방산은 이중 탄소 결합을 갖는다. 포화 지방산이 트리글리세리드와 결합하면 실온에서 고형 지방이 생성됩니다. 그 구조로 인해 단단히 묶여 있기 때문입니다. 대조적으로, 트리글리세리드와 결합 된 불포화 지방산은 액체 오일을 생성하는 경향이있다. 불포화 지방의 꼬임 구조는 실온에서 더 느슨하고 더 유동적 인 물질을 생성합니다.
인지질은 지방산으로 치환 된 포스페이트기를 갖는 트리글리세리드로 만들어진다. 이들은 하전 된 헤드 및 탄화수소 테일을 갖는 것으로 설명 될 수있다. 그들의 머리는 친수성이거나 물을 좋아하는 반면, 꼬리는 소수성이거나 발수성입니다.
지질의 다른 예는 콜레스테롤이다. 콜레스테롤은 수소가 부착되고 유연한 탄화수소 꼬리가있는 5 개 또는 6 개의 탄소 원자의 단단한 고리 구조로 배열됩니다. 제 1 고리는 동물 세포막의 수중 환경으로 연장되는 히드 록 실기를 함유한다. 그러나 분자의 나머지 부분은 수 불용성입니다.
폴리 불포화 지방산 (PUFA)은 막 유동성을 돕는 지질입니다. PUFA는 신경 염증 및 에너지 대사와 관련된 세포 신호 전달에 참여한다. 그들은 오메가 -3 지방산과 같은 신경 보호 효과를 제공 할 수 있으며,이 제제에서는 항염증제입니다. 오메가 -6 지방산의 경우 PUFA가 염증을 유발할 수 있습니다.
스테롤은 식물 막에서 발견되는 지질입니다. 당지질은 탄수화물에 연결된 지질이며 세포 지질 풀의 일부입니다.
지질의 기능
지질은 유기체에서 여러 역할을합니다. 지질은 보호 장벽을 구성합니다. 이들은 세포막 및 식물의 세포벽 구조의 일부를 포함한다. 지질은 식물과 동물에게 에너지 저장을 제공합니다. 종종 지질은 단백질과 함께 작용합니다. 지질 기능은 폴라 헤드 그룹 및 사이드 체인의 변경으로 인해 영향을받을 수 있습니다.
인지질은 세포막을 구성하는 양친 매성 특성을 갖는 지질 이중층의 기초를 형성한다. 외부 층은 물과 상호 작용하는 반면 내부 층은 유연한 유성 물질로 존재합니다. 세포막의 액체 성질은 그 기능을 돕는다. 지질은 원형질막뿐만 아니라 핵 외피, 소포체 (ER), 골지기구 및 소포와 같은 세포 구획도 구성합니다.
지질은 또한 세포 분열에 참여합니다. 분열 세포는 세포주기에 따라 지질 함량을 조절합니다. 적어도 11 개의 지질이 세포주기 활성에 관여한다. Sphingolipids는 간기 동안 cytokinesis에서 역할을합니다. 세포 분열은 혈장 막 장력을 초래하기 때문에, 지질은 막 강성과 같은 분열의 기계적 측면을 돕는 것으로 보인다.
지질은 신경과 같은 특수 조직에 보호 장벽을 제공합니다. 신경을 둘러싼 보호 미엘린 시스에는 지질이 포함되어 있습니다.
지질은 단백질과 탄수화물보다 두 배 이상의 에너지를 가지고 소비에서 가장 많은 양의 에너지를 제공합니다. 신체는 소화 과정에서 지방을 분해하며, 일부는 즉각적인 에너지 요구를 위해, 다른 일부는 저장을 위해 분해합니다. 신체는 리파제를 사용하여 지질을 분해하고 결국에는 더 많은 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)를 동력 세포에 만들어서 운동을위한 지질 저장을 이용합니다.
식물에서, 트리 아실 글리세롤 (TAG)과 같은 종자유는 종자 발아 및 종자 정자에서의 종자 발아 및 성장을위한 식품 저장을 제공한다. 이 오일은 오일 바디 (OB)에 저장되며 인지질과 올레 오신이라는 단백질로 보호됩니다. 이들 물질은 모두 소포체 (ER)에 의해 생성된다. ER에서 오일 바디 싹.
지질은 식물에게 대사 과정과 세포 사이의 신호에 필요한 에너지를 제공합니다. 식물의 주요 수송 부분 중 하나 인 목질에는 (실릴과 함께) 콜레스테롤, 시토스테롤, 캄포 스테롤, 스티그마 스테롤 및 여러 가지 다양한 친 유성 호르몬 및 분자와 같은 지질이 포함되어 있습니다. 다양한 지질은 식물이 손상되었을 때 신호를 보내는 역할을 할 수 있습니다. 식물의 인지질은 또한 병원체 감염에 대한 반응뿐만 아니라 식물의 환경 스트레스 요인에 반응하여 작용합니다.
동물에서 지질은 또한 환경으로부터의 단열재와 중요한 기관을 보호하는 역할을합니다. 지질은 부력과 방수 기능도 제공합니다.
스 핑고 이드 기반의 세라마이드라고 불리는 지질은 피부 건강에 중요한 기능을 수행합니다. 그들은 표피를 형성하는 데 도움이되며, 표피는 환경으로부터 보호하고 물 손실을 막는 가장 바깥 쪽 피부층 역할을합니다. 세라마이드는 스핑 고지 질 대사의 전구체로서 작용한다; 활성 지질 대사는 피부 내에서 발생합니다. 스핑 고지 질은 피부에서 발견되는 구조 및 신호 지질을 구성합니다. 세라마이드로 만들어진 스 핑고 미엘린은 신경계에 널리 퍼져 있으며 운동 뉴런이 생존하는 데 도움이됩니다.
지질은 또한 세포 신호 전달에서 역할을한다. 중추 및 말초 신경계에서 지질은 막의 유동성을 제어하고 전기 신호 전달을 돕습니다. 지질은 시냅스의 안정화에 도움이됩니다.
지질은 성장, 건강한 면역 체계 및 번식에 필수적입니다. 지질은 신체가 지용성 비타민 A, D, E 및 K와 같은 간에서 비타민을 저장할 수있게합니다. 콜레스테롤은 에스트로겐 및 테스토스테론과 같은 호르몬의 전구체 역할을합니다. 또한 담즙산을 만들어 지방을 용해시킵니다. 간과 내장은 콜레스테롤의 약 80 %를 차지하고 나머지는 음식에서 얻습니다.
지질과 건강
일반적으로, 동물성 지방은 포화되어 고형 인 반면, 식물성 오일은 불포화되어 액체 인 경향이있다. 동물은 불포화 지방을 생산할 수 없으므로 식물이나 조류와 같은 생산자로부터 지방을 섭취해야합니다. 차례로, 식물 소비자 (예 : 냉수 어류)를 먹는 동물은 유익한 지방을 얻습니다. 불포화 지방은 질병의 위험을 감소시킬 때 가장 건강에 좋은 지방입니다. 이러한 지방의 예로는 씨앗, 견과류 및 생선뿐만 아니라 올리브 및 해바라기 유와 같은 오일이 있습니다. 잎이 많은 녹색 채소는 또한식이 불포화 지방의 좋은 공급원입니다. 잎의 지방산은 엽록체에 사용됩니다.
트랜스 지방은 포화 지방과 유사한 부분 수소화 된 플랜 오일입니다. 이전에 요리에 사용 된 트랜스 지방은 이제 건강에 해로운 것으로 간주됩니다.
포화 지방은 질병의 위험을 증가시킬 수 있으므로 불포화 지방보다 적게 섭취해야합니다. 포화 지방의 예로는 붉은 동물 육류 및 지방 유제품뿐만 아니라 코코넛 오일 및 팜유가 포함됩니다.
의료 전문가가 지질을 혈액 지방으로 언급 할 때, 이것은 심혈관 건강, 특히 콜레스테롤과 관련하여 자주 논의되는 지방의 종류를 설명합니다. 지단백질은 신체를 통한 콜레스테롤의 수송을 돕는다. 고밀도 지단백질 (HDL)은 "좋은"지방 인 콜레스테롤을 의미합니다. 그것은 간을 통해 나쁜 콜레스테롤을 제거하는 데 도움이됩니다. "나쁜"콜레스테롤은 LDL, IDL, VLDL 및 특정 트리글리세리드를 포함한다. 나쁜 지방은 플라크로 축적되어 심장 마비와 뇌졸중 위험을 증가시켜 동맥이 막힐 수 있습니다. 따라서 지질의 균형은 건강에 중요합니다.
염증성 피부 상태는 에이코 사 펜타 엔 산 (EPA) 및 도크 사 헥사 엔 산 (DHA)과 같은 특정 지질의 소비로부터 이익을 얻을 수 있습니다. EPA는 피부의 세라마이드 프로파일을 변경시키는 것으로 나타났습니다.
많은 질병이 인체의 지질과 관련이 있습니다. 혈액에서 높은 트리글리세리드 상태 인 고 트리글리세리드 혈증은 췌장염을 유발할 수 있습니다. 혈중 지방을 분해하는 효소와 같은 트리글리세리드를 줄이기 위해 많은 의약품이 사용됩니다. 어유를 통한 의학적 보충으로 일부 개인에서 높은 트리글리세리드 감소가 발견되었습니다.
고 콜레스테롤 혈증 (혈중 콜레스테롤)은 획득되거나 유전 될 수 있습니다. 가족 성 고 콜레스테롤 혈증 환자는 약물을 통해 조절할 수없는 매우 높은 콜레스테롤 수치를 가지고 있습니다. 이로 인해 심장 마비 및 뇌졸중의 위험이 크게 증가하며 50 세가되기 전에 많은 사람들이 죽습니다.
혈관에 지질이 많이 축적되는 유전 질환을 지질 저장 질환이라고합니다. 이 과도한 지방 저장은 뇌와 신체의 다른 부분에 해로운 영향을 미칩니다. 지질 저장 질환의 일부 예는 파브리 병, 고셔병, 니만-픽병, 샌드 호프 질환 및 테이 삭스를 포함한다. 불행하게도, 이러한 지질 저장 질병 중 많은 수가 어린 나이에 질병과 사망을 초래합니다.
지질은 또한 운동 뉴런 질환 (MND)에서 역할을하는데, 이러한 상태는 운동 뉴런 퇴행 및 사망뿐만 아니라 지질 대사 문제도 특징으로하기 때문이다. 중추 신경계에서는 중추 신경계의 구조 지질이 변화하며, 이는 막과 세포 신호에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 대사 이상은 근 위축성 측삭 경화증 (ALS)에서 발생합니다. 영양 (이 경우 충분한 지질 칼로리가 소비되지 않음)과 ALS 발생 위험 사이에는 연관성이있는 것으로 보입니다. 지질이 높을수록 ALS 환자의 더 나은 결과에 해당합니다. 스핑 고지 질을 표적으로하는 약은 ALS 환자를위한 치료법으로 간주되고 있습니다. 관련된 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 치료 옵션을 제공하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
유전 적 상 염색체 열성 질환 인 척추 근육 위축증 (SMA)에서 지질은 에너지에 적절하게 사용되지 않습니다. SMA 개인은 저칼로리 섭취 환경에서 고지방 질량을 보유합니다. 따라서, 다시, 지질 대사 기능 장애는 운동 뉴런 질환에서 중요한 역할을한다.
알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 퇴행성 질환에서 유익한 역할을하는 오메가 -3 지방산에 대한 증거가 있습니다. 이것은 ALS의 경우가 아닌 것으로 입증되었으며, 실제로 마우스 모델에서 독성의 반대 효과가 발견되었습니다.
진행중인 지질 연구
과학자들은 계속해서 새로운 지질을 발견합니다.현재 지질은 단백질 수준에서 연구되지 않으므로 이해가 부족합니다. 현재의 지질 분류의 대부분은 기능보다는 구조에 중점을 둔 화학자 및 생물 물리학 자에게 의존했습니다. 또한, 단백질과 결합하는 경향으로 인해 지질 기능을 괴롭히는 것이 어려웠다. 살아있는 세포에서 지질 기능을 밝히는 것도 어렵다. 핵 자기 공명 (NMR) 및 질량 분석 (MS)은 컴퓨팅 소프트웨어의 도움으로 지질을 식별합니다. 그러나 지질 메커니즘과 기능에 대한 통찰력을 얻으려면 현미경에서 더 나은 해상도가 필요합니다. 지질 추출물 그룹을 분석하는 대신, 단백질 복합체로부터 지질을 분리하기 위해서는보다 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 역할을한다는 것이 분명합니다. 지질을 식별하고 시각화하는 기술이 향상됨에 따라 지질 기능을 확인하기 위해 더 많은 연구가 필요합니다. 결국, 지질 기능을 과도하게 방해하지 않는 마커가 설계 될 수 있기를 희망한다. 아세포 수준에서 지질 기능을 조작 할 수 있다는 것은 연구의 돌파구를 제공 할 수 있습니다. 이것은 단백질 연구와 같은 방식으로 과학에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 차례로 지질 장애로 고통받는 사람들을 도울 수있는 새로운 약을 만들 수있었습니다.