脂質

脂質

組成:

脂質由碳、氫、氧所組成,包括脂肪、油類、蠟及有關的化合物。凡是可以 用有機溶劑如乙醚、苯及氯仿等抽取出來者,就稱為脂質。

  • 脂質依其組成約可分為具有脂肪酸和不具脂肪酸等兩類。
  • 許多脂質之主要成分為脂肪酸。

 

分類:

  • 具有脂肪酸成分的脂質:
    1、簡單脂質:由脂肪酸及醇類所形成的酯。又分為:
    (1)甘油脂:(中性脂質)
    a.甘油脂為含量最多的脂質。一個甘油脂分子具有一個、兩個、或三個脂肪酸尾部附著於一個醇架構上。
    b.由一個、兩個、或三個脂肪酸尾部附於甘油上時,分別稱為單甘油脂、二甘油脂、及三甘油脂。
    c.動植物以三甘油脂的形式儲存脂質。最常吃的脂肪也是三甘油脂,其不溶於水。
    d.三甘油脂室溫下若為固態者稱為脂肪(fat);若為液態者則稱為油(oil)。

         (2)  蠟(wax):
         a.蠟分子是由長鏈脂肪酸與長鏈醇或碳環鍵結而成。
         b.蠟的分泌物有助於葉、果實、動物皮膚、羽毛及皮毛等外層的形成。
         c.蠟較不易為人體消化吸收。 
         2、複合脂質:由中性脂質與其它物質結合之化合物,包含下列幾類:

        (1)磷脂類:由中性脂質與磷的化合物。
        (2)醣脂類:由中性脂質與碳水化合物的化合物。
        (3)脂蛋白:由中性脂質與蛋白質之化合物。

  • 不具有脂肪酸成分的脂質:

       1.不含脂肪酸尾部的脂質較前述的含有脂肪酸的脂質含量少,但其在細胞膜及調節代謝作用上扮演許多重要的角色。
       2.此種脂質中有些據不溶於水的長鏈(如terpenes);有些具環狀構造(如類固醇steroids)。
       3.動物組織中最常見的類固醇為膽固醇(clolesterol),它是細胞膜的成分之一。

       4.膽固醇分子重新排列形成性激素及膽酸(具消化作用)。

       5.植物組織中的類固醇不含膽固醇。
特性:

  • 硬度: 脂肪的硬度決定於脂肪酸的組成。含有12個或以下碳原 子的脂肪酸及不飽和脂肪酸在室溫下呈液態。含有14個或以上碳 原子的飽和脂肪酸在室溫下呈固態。動物性脂肪通常為飽和脂肪 ,蔬菜油則通常為不飽和油脂。  
  • 氫化作用:當有催化劑如鎳存在時,液體油脂可經由氫化作用 (Hydrogenation)轉化為固體脂肪;此過程包括將氫加入 碳鍵中之雙鍵 。  
  • 乳化作用: 脂肪能與液體經由乳化作用(Emulsification)形成 乳化液,亦即脂肪能被打散成小顆粒,因而能增加總表面積而 減少表面張力,以至於這些小顆粒不會溶合。膽鹽及卵磷脂是 消化及吸收所必須的生化乳化劑。
  • 皂化作用:脂肪酸與一個陽離子結合而形成肥皂的過程即稱皂化 作用(Saponification)。
  • 酸敗:在室溫下的空氣即能引致脂肪的氧化,造成其味道改 變即稱酸敗(Rancidity)。一般飽和脂酸在空氣中比較穩定 ,不飽和脂酸則雙鍵愈多者,愈容易氧化。  
  • 加熱之效應: 脂肪在過度受熱後,會導致甘油之分裂,產生一種刺 激性的化合物(丙烯醛;Acrolein),對於腸胃道黏膜特別具 有刺激性,再者油脂在高溫油炸下脂肪酸會聚合成多種聚合物 ,稱為聚合作用(Polymerization),聚合物增加使油脂黏度 增加,如以高溫炸油餵養老鼠,有生長遲緩現象。為慎重起見 ,炸油最好不要太高溫度,且不宜擱置過久或使用次數太多。

脂質之功能:

  • 重要的能源
    脂肪氧化時每公克可產生約9仟卡的熱能。脂肪高密度及低溶解 度的特性使他成為能量儲存的理想形式。且飲食中不僅脂肪過 多儲存為脂肪,蛋白質或醣類過多時也轉變為脂肪儲存。
    • 在健康而不肥胖的女人身上,脂肪約佔體重的18至25﹪, 而在健康而不肥胖的男人身上,則約佔15至20﹪隨著年 齡的增加,脂肪所佔的比例通常會增加。而每公斤的脂肪 約可產生7700仟卡,所以一個人經過30或40天的完全絕食 仍生還的唯一可能理由,是來自於體內脂肪組織的能量的 供應。
    • 脂肪與醣類有同樣的功能----可節省蛋白質。
  • 脂肪與類脂類為構成身體細胞與組織之成份:
    1. 磷脂類(Phospholipid): 所有細胞均含磷脂質,而腦、神經組織及肝則特別富 含這些物質。即使在極端飢餓之狀態下,磷脂質在體 內之量亦不會下降。磷脂質是很強的乳化劑而且對水 具親和性,因此是脂肪消化及吸收所必需,同時也可 加速細胞對脂肪酸的接受。

      磷脂質的合成及去除均由肝執行且並不進入組織細胞 內,因細胞能合成磷脂類,因此食物中並不需要其存 在。

    2. 膽固醇(Cholesterol):

      (1)膽固醇分佈於動物細胞中,尤其以神經組織細胞含 量最豐富,如:腦、蛋黃、肝、腎等。

      (2)膽固醇除了可由飲食獲得外,身體還可自製,若以 18 Acetyl CoA為材料,可合成一分子膽固醇;身體 的膽固醇合成率與飲食中膽固醇量,在某一範圍內 互有補償作用,飲食含量稍高時,身體的合成率就 降低,反之,則合成率稍高;但若飲食膽固醇含量 過高,則血清中的膽固醇仍會趨高。

      (3)膽固醇亦會被代謝排出體外,平均一天排出量約為 1公克,大部分在肝中氧化成膽酸,以鹽類的形式 排出體外,其中也有不少的氧化膽固醇被排出來。

      (4)膽固醇在身體中是不可缺少的成份之一,亦是細胞 膜成份之一,可轉變成膽酸,幫助脂肪消化,或合 成腎上腺皮質激素;或在性腺中合成為雌性激素及 雄性激素,其中間產物為黃體激素。在紫外光的照 射,7-脫氫膽固醇可變成為維生素D 3

      (5)膽固醇在動物體內才有,在植物體內亦有類似膽固 醇的固醇類,但不能被動物體吸收,如存在於香菇 、麥角中的麥角醇(Ergosterol)。另一種類固醇 為植物固醇(Sitosterols),存在花生油、黃豆 油內,不但不能被身體吸收,反而有抑制膽固醇被 吸收的效果。

      (6)飲食中的飽和脂酸與不飽和脂酸能左右血清膽固醇 的含量。前者可提高膽固醇,後者有降低作用。

    3. 醣脂:
      腦糖甘(Cerebroside)及含半乳糖的脂質是神經髓鞘及腦 中白質的構成要素。神經節糖甘(Ganglioside)及含葡萄 糖或半乳糖的脂質則為腦組織及突觸膜的成份之一。
    4. 體脂肪組織:

      (1)脂肪組織,主要是由三酸甘油酯所組成成皆存在於皮 下組織及腹腔中。它同時會環繞於器官之外且零星地 貫穿於肌肉組織之間。

      (2)細胞膜中含有脂質可加速營養素的傳遞。

    5. 調節身體機能:

      (1)隔絕及填充:
      皮下脂肪層是很有效的隔絕體,可在冷天氣中減少體 熱散失。皮下脂肪過厚,會干擾熱天氣時之體熱散失 ,因而會有不適之感覺。一些重要的器官如腎臟,可 是由於脂肪之填充而避免受到物理傷害。

      (2)可促進脂溶性維生素A、E、K之吸收利用,以調節生 理機能。

      (3)脂肪可潤滑腸胃道,調節排泄機能。

      (4)飽食感:
      由於脂肪可減低胃蠕動且停滯胃中時間較長,可使得 飢餓感得發生延遲。

      (5)可口:
      增加食物的美味。肉類、魚類中之脂肪及水果中之油 脂均是造成令人喜歡之特殊風味的要素。若飲食中的 大部分脂肪均被去除,食物將會變得乾澀而難以下嚥 。

      (6)必需胺基酸:
      為亞麻油酸(Linoleic acid),是一含18個碳即兩 個雙鍵的酸,即它無法由體內合成必需由飲食供應。 在體內,亞麻油酸會很快地轉化為花生油酸(Arachi donic acid)。動物之飲食中若缺乏亞麻油酸,則會 有生長遲緩、皮膚病變即肝藏退化的現象發生;食用 牛奶中缺乏亞麻油酸的嬰兒即長期接受不含脂肪之靜 脈營養以維持生命的病人身上會有皮膚乾燥而鱗化的 濕疹樣病變產生,若適時補充亞麻油酸,則可改善此 現象。

消化

  • 存於消化道中以備水解的脂肪幾乎全為三酸甘油酯,只有一小 部份的食物脂肪屬於膽固醇酯及磷脂類。
  • 雖然脂肪之水解主要是由胰脂肪脢(Lipase)在小腸上半但 有些三酸甘油酯的消化仍是發生於胃中。胃中的脂肪脂肪 活性大部分是來自舌背之漿液性舌腺所分泌之脂肪脢,這 種舌脂肪脢(Lingal lipase)是針對中鏈及短鏈三酸甘油 酯,它同時可將飲食中脂肪部份分解以使小腸之消化更具效 果。舌脂肪脢對於新生兒之脂肪消化是特別重要的。人乳中 亦含有脂肪脢,但這對於脂肪消化則顯得較不重要。
  • 當食糜(Chyme)進入十二指腸後,脂肪之存在會刺激腸抑 胃激素(Enterogastron)釋放。此激素會減低蠕動而調節 食糜之流速,使得胰消化脢能充分作用於其上。
  • 十二指腸中脂肪之存在亦可刺激腸壁細胞分泌膽囊收縮素 (Cholecystokinin),而由血液帶至膽囊以發揮作用。膽 囊收縮素會刺激膽囊之收縮,因而可將膽汁擠入膽管而進入 小腸。膽汁係由肝臟分泌出來者,內含膽酸及其鹽類、膽 紅素、膽固醇等,膽酸有4-5種,均由膽固醇演變而來,故 其與膽固醇都有類似的構造。在小腸中膽鹽酸先與三甘油酯 行乳化作用,若加入其中間產物,如單甘油酯等,則反應較 快。
  • 膽汁對於脂肪之消化及吸收具有幾項重要功能:
    1. 可刺激蠕動。
    2. 可中和食糜之酸性,以提供酵素活動最理想的氫離子 濃度。
    3. 可將脂肪乳化,以增加酵素之作用面積。
    4. 可減低表面張力,使酵素與脂肪微粒的接觸得以更緊密 。
  • 胰脂肪脢水解三酸甘油脂時需要一種蛋白質因子存在,稱為 腸脂素(Colipase)。腸脂素在膽酸存在的情況下,似乎可 與三酸甘油酯結合,且在有些方面可以加速脂肪脢與其受質 (三酸甘油酯)的相互作用,胰分泌液中亦有腸脂素存在。
  • 在空腸前半部份,脂肪小球接受胰脂解脢的作用,將α位置 的C-O鍵水解使脂肪酸游離出來。三甘油酯經兩次的脂酸切 斷,變成β-單甘油酯,這種β-型的甘油酯不能接受酵素的 作用,遂變成α-單甘油酯,經酵素進一步分解,成為甘油 及三分子脂酸。
  • 只有大約四分之一至二分之一的三酸甘油酯被完全水解成甘 油及脂肪酸。
  • 磷脂類的水解需靠磷脂脢作用。
  • 膽固醇酯(Choiesteryl ester的水解是由存在胰分泌液中 之膽固醇酯脢(Cholesteryl esterase)作用,而產生膽 固醇及脂肪酸。食物中的膽固醇多維膽固醇酯類,在消化道 中變成游離膽固醇,到黏膜細胞後,變成膽固醇酯在與三酸 甘油酯、磷酯類等結合成乳糜微粒(Chylomicron)轉運。
  • 在高脂肪飲食,血漿內的乳糜小球急增,血漿便為濁白色, 但經5-6小時後就回復原來的透明度,因為血液及脂肪組織 內含大量脂蛋白脂肪脢(Lipoprotein lipase),使乳糜微 粒繼續水解。假如肝有疾病,則乳糜微粒殘留在血液,無法 排泄,形成高血脂症(Hyperlipidemia)。
  • 中碳鏈的三甘油酯(Medium chain triglycerides)與一 般飲食中的三甘油酯消化吸收方式不同,吸收較快。
  • 脂肪會減低腸胃道之蠕動,因此任何含脂肪之飲食均能使 食物在胃中停留較長時間。
  • 在體溫時為液態的脂肪,水解速度會比固態者來的快。
  • 事實上並非所有的脂質都經以上的分解步驟才被吸收的, 約有四分之三以單甘油酯形式被吸收。

吸收

  • 在小腸之腸腔內,游離脂肪酸、單酸甘油酯、一些雙酸及 三酸甘油酯、以及膽固醇會與膽鹽複合成微膠粒(Micelles ),這些可溶於水的微小顆粒能透過黏膜細胞膜。當微膠粒 汗表層細胞之刷狀緣接觸後以胞飲作用進入細胞中。
  • 脂肪之吸收大部分是發生於空腸中。
  • 含碳量等於或小於12的脂肪酸可以不經過黏膜細胞之再酯化 過程而直接進入門脈循環。它們是黏附於白蛋白之上而被運 送,而且可再肝臟中被利用或釋放至身體其它組織中。脂肪 水解所產生之甘油亦經由門脈循環攜帶。
  • 含有14個或以上碳原子的脂肪酸在進入淋巴循環,會先在黏 膜表層細胞在合成三酸甘油酯。這新合成脂肪是將兩個脂肪 酸加入單甘油酯或以甘油和三個脂肪酸酯化而成,這是一個 耗能的過程。膽固醇也會在表層細胞內被再酯化成膽固醇酯 。
  • 乳糜微粒為了能穿透表層細胞之脂蛋白細胞膜以進入淋巴循 環,新生成的脂肪會被主要以磷脂質及少量的蛋白質構成的 脂蛋白外包膜包圍成可溶性的微粒。這些微粒即所謂的乳糜 微粒(Chylomicron),首先發現於乳糜(Chyle)中。他們 具很低的密度,使得淋巴成乳狀。乳糜微粒會進入淋巴循環 中而由胸管進入上腔靜脈(左鎖骨下靜脈)。
  • 腸肝循環:
    膽鹽經由所謂的腸肝循環(Enterohepatic circulation)而 得以被再利用。此循環包括:
    1. 分泌膽汁進入十二指腸。
    2. 膽汁與脂肪顆粒複合成微膠粒。
    3. 在黏膜細胞的刷狀緣上,膽鹽由微膠粒釋出。
    4. 迴腸以主動運輸之機制再吸收膽鹽。
    5. 膽鹽進入肝循環。
    6. 再度將膽汁分泌入十二指腸。
  • 身體的膽鹽存量具估計約有3公克,但一天之中約經歷十次 之多的循環,因此即等於每天用3公克膽鹽之效應。正常肝 臟每天約可合成0.5公克膽鹽,恰足以補充糞便中之排泄量 。
  • 正常情況下飲食中脂肪約有95% 被吸收,而膽固醇則為10 至50%。
  • 礦物油不是真正的油脂,小腸並不吸收,常用來做瀉劑, 因其會阻礙脂溶性維生素的吸收,故應於空腹時服用。
  • 有許多因素會減低脂肪之消化及吸收量,這些因素包括:
    1. 蠕動加速,以致於食物很快的通過消化道,使得酵素 無法完全發揮作用。
    2. 膽道之疾病使得膽汁分泌不足或無法到達小腸。
    3. 胰臟之疾病使得胰脂肪脢無法分泌。
    4. 吸收之面積減少,如乳糜瀉(Celicac disease>)或小 腸手術後。當脂肪吸收減少時,會有大量脂肪排於糞便 中(脂肪痢),造成熱量脂嚴重流失及脂溶性維生素的 吸收不良。
  • 脂質運送的三個主要目的:
    1. 飲食中的三酸甘油酯,必須由腸道運送到身體組織中。
    2. 肝臟合成的三酸甘油酯,必須運送到脂肪組織儲存。
    3. 當身體組織要能量供應時,則脂肪組織可分解出脂肪酸 與甘油,靠脂蛋白的轉運到需要的組織上供給能量。

item-dot0.gif (217 個位元組)課外補充item-dot0.gif (217 個位元組)

底線