Biochemistry · 5/1
体内および食事中の主要な脂質の構造と機能
Structure and function of the most important lipids in the body and in the diet — S I
- 症状
- 必須脂肪酸欠乏
🧠 脂質は「トリアシルグリセロールtriacylglycerol, TAGトリアシルグリセロール（triacylglycerol, TAG）triacylglycerol, TAG（トリアシルグリセロール）（貯蔵）・リン脂質（膜）・コレステロール（構造・前駆体）」の3本柱で読む。 食事脂質はほぼトリアシルグリセロールtriacylglycerol, TAGトリアシルグリセロール（triacylglycerol, TAG）triacylglycerol, TAG（トリアシルグリセロール）。脂肪酸の長さと不飽和度saturation/unsaturation不飽和度（saturation/unsaturation）saturation/unsaturation（不飽和度）が物性（固体solid固体（solid）solid（固体）/液体）を決め、必須脂肪酸essential fatty acid必須脂肪酸（essential fatty acid）essential fatty acid（必須脂肪酸）はヒトが合成できずPUFA系列の起点になる。動脈硬化との関連から、食品群ごとの脂肪酸組成も押さえる。
三大栄養素とその配分
炭水化物・脂質・タンパク質が三大栄養素macronutrient三大栄養素（macronutrient）macronutrient（三大栄養素）。バランス食での推奨配分はおよそ炭水化物60%・脂質30%・タンパク質10%。微量栄養素（ビタミン・ミネラル）はカロリーを持たないが代謝に必須。
食事性脂質
食事脂質は主にトリアシルグリセロールtriacylglycerol, TAGトリアシルグリセロール（triacylglycerol, TAG）triacylglycerol, TAG（トリアシルグリセロール）で、少量のリン脂質・コレステロールを含む。これら疎水性物質は、吸収前に胆汁酸でミセル化emulsificationミセル化（emulsification）emulsification（ミセル化）され加水分解される必要がある。脂溶性ビタミンfat-soluble vitamin脂溶性ビタミン（fat-soluble vitamin）fat-soluble vitamin（脂溶性ビタミン）（A・D・E・K）やカロテンcaroteneカロテン（carotene）carotene（カロテン）などもこのミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）で一緒に吸収される。
⚠️ 低脂肪食low-fat meal低脂肪食（low-fat meal）low-fat meal（低脂肪食）・脂質吸収障害malabsorption吸収障害（malabsorption）malabsorption（吸収障害）は脂溶性ビタミンfat-soluble vitamin脂溶性ビタミン（fat-soluble vitamin）fat-soluble vitamin（脂溶性ビタミン）欠乏を招く。 脂質の乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）・吸収経路を共有するため、脂肪摂取が極端に少ない、または吸収障害malabsorption吸収障害（malabsorption）malabsorption（吸収障害）があると、ビタミンAvitamin AビタミンA（vitamin A）vitamin A（ビタミンA）・D・E・K欠乏症を合併しうる。
トリアシルグリセロールと脂肪酸の物性
トリアシルグリセロールtriacylglycerol, TAGトリアシルグリセロール（triacylglycerol, TAG）triacylglycerol, TAG（トリアシルグリセロール）は、グリセロールの3つの水酸基hydroxyl group水酸基（hydroxyl group）hydroxyl group（水酸基）すべてが脂肪酸でエステル化esterificationエステル化（esterification）esterification（エステル化）された構造。脂肪酸の鎖長chain length鎖長（chain length）chain length（鎖長）・二重結合数が、そのままTAGの物性を決める。
| 脂肪酸の性質 | 常温での状態 | 代表 |
|---|---|---|
| 長鎖飽和脂肪酸palmitate, stearate長鎖飽和脂肪酸（palmitate, stearate）palmitate, stearate（長鎖飽和脂肪酸） | 固体solid固体（solid）solid（固体）（例：ラード、バター） | 動物性脂肪animal fat動物性脂肪（animal fat）animal fat（動物性脂肪） |
| 不飽和・多価不飽和polyunsaturated多価不飽和（polyunsaturated）polyunsaturated（多価不飽和）、短鎖 | 液体（流動性fluidity流動性（fluidity）fluidity（流動性）が高い）（例：植物油） | 植物性油oil植物性油（oil）oil（植物性油） |
天然の不飽和脂肪酸unsaturated fatty acid不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid）unsaturated fatty acid（不飽和脂肪酸）はすべてシス二重結合cis double bondシス二重結合（cis double bond）cis double bond（シス二重結合）をもち、炭素鎖に「折れ曲がり」を作る（このため流動性fluidity流動性（fluidity）fluidity（流動性）が高い）。
オメガ命名法と必須脂肪酸
二重結合の位置を、カルボキシル末端carboxyl terminus (C-terminus)カルボキシル末端（carboxyl terminus (C-terminus)）carboxyl terminus (C-terminus)（カルボキシル末端）でなく非カルボニル末端（オメガ・n末端）から数えると、PUFAはオメガ-3系・オメガ-6系に分類される。
| 必須脂肪酸essential fatty acid必須脂肪酸（essential fatty acid）essential fatty acid（必須脂肪酸） | 系列 | 特徴 |
|---|---|---|
| リノール酸linoleic acidリノール酸（linoleic acid）linoleic acid（リノール酸） | オメガ-6（18:2, cis-Δ9,12） | ヒトが合成不可、必須 |
| α-リノレン酸alpha-linolenic acidα-リノレン酸（alpha-linolenic acid）alpha-linolenic acid（α-リノレン酸） | オメガ-3（18:3, cis-Δ9,12,15） | ヒトが合成不可、必須 |
⭐ 必須脂肪酸essential fatty acid必須脂肪酸（essential fatty acid）essential fatty acid（必須脂肪酸）は長鎖PUFAの出発物質。 リノール酸linoleic acidリノール酸（linoleic acid）linoleic acid（リノール酸）・α-リノレン酸alpha-linolenic acidα-リノレン酸（alpha-linolenic acid）alpha-linolenic acid（α-リノレン酸）は食事から摂る必要があり、これらからエイコサペンタエン酸eicosapentaenoic acid (EPA)エイコサペンタエン酸（eicosapentaenoic acid (EPA)）eicosapentaenoic acid (EPA)（エイコサペンタエン酸）・ドコサヘキサエン酸docosahexaenoic acid (DHA)ドコサヘキサエン酸（docosahexaenoic acid (DHA)）docosahexaenoic acid (DHA)（ドコサヘキサエン酸）・アラキドン酸arachidonic acidアラキドン酸（arachidonic acid）arachidonic acid（アラキドン酸）などの長鎖PUFAが合成される（アラキドン酸arachidonic acidアラキドン酸（arachidonic acid）arachidonic acid（アラキドン酸）はエイコサノイドeicosanoidエイコサノイド（eicosanoid）eicosanoid（エイコサノイド）06-02-eicosanoids-prostaglandins-thromboxane-and-leukotrienes-cyclooxygenaseの前駆体）。良い食事源は魚、ヒマワリの種、菜種、カボチャの種、オリーブolivesオリーブ（olives）olives（オリーブ）油、クルミ、葉物野菜。
脂質代謝と動脈硬化
トリグリセリド・コレステロール代謝cholesterol metabolismコレステロール代謝（cholesterol metabolism）cholesterol metabolism（コレステロール代謝）は動脈硬化・心血管疾患の発症に重要な役割を果たす（西欧型生活習慣Lifestyle生活習慣（Lifestyle）Lifestyle（生活習慣）国での主要な死因）。1948年開始のFramingham研究以来、食事指針は変遷してきた（詳細は05-11-risk-factors-associated-with-cholesterol-homeostasis-in-atherosclerosis）。
食品群ごとの脂肪酸組成
| 食品 | 脂肪含量・組成の特徴 |
|---|---|
| 牛乳cow's milk牛乳（cow's milk）cow's milk（牛乳）・乳製品 | 生乳は脂肪3.5–5%。脂肪酸の約30%が不飽和（主にオレイン酸oleic acidオレイン酸（oleic acid）oleic acid（オレイン酸））、70%飽和（うち1/3はパルミチン酸palmitic acidパルミチン酸（palmitic acid）palmitic acid（パルミチン酸）より短鎖）。チーズは種類で脂肪含量が20%（カッテージ）〜62%（パルメザン）まで幅広い |
| ヤシ油・パーム核油 | 中鎖脂肪酸medium-chain fatty acid中鎖脂肪酸（medium-chain fatty acid）medium-chain fatty acid（中鎖脂肪酸）（C6–C12）が全脂肪酸の約2/3を占める（ヤシ油は常温で流動性fluidity流動性（fluidity）fluidity（流動性）が高い） |
| 動物性脂肪animal fat動物性脂肪（animal fat）animal fat（動物性脂肪）（ラード） | 動物種・飼料で組成が変わる。豚脂：飽和約40%・一価不飽和約50%（主にオレイン酸oleic acidオレイン酸（oleic acid）oleic acid（オレイン酸））・多価不飽和polyunsaturated多価不飽和（polyunsaturated）polyunsaturated（多価不飽和）10%。ガチョウ/アヒルduckling (ugly duckling sign)アヒル（duckling (ugly duckling sign)）duckling (ugly duckling sign)（アヒル）脂は飽和が少なく（25–30%）柔らかい |
| マーガリン（トランス脂肪） | 大豆油などの工業的水素化industrial hydrogenation工業的水素化（industrial hydrogenation）industrial hydrogenation（工業的水素化）でシス二重結合cis double bondシス二重結合（cis double bond）cis double bond（シス二重結合）を化学的に飽和させ固形化。結果としてトランス脂肪酸trans fatトランス脂肪酸（trans fat）trans fat（トランス脂肪酸）を生じる |
⚠️ トランス脂肪酸trans fatトランス脂肪酸（trans fat）trans fat（トランス脂肪酸）の摂取は心血管リスクと関連。 工業的水素化industrial hydrogenation工業的水素化（industrial hydrogenation）industrial hydrogenation（工業的水素化）で生じるトランス脂肪酸trans fatトランス脂肪酸（trans fat）trans fat（トランス脂肪酸）は、天然のシス脂肪酸と異なる物性・代謝影響をもち、摂取は心血管疾患リスク上昇と関連づけられている。
まとめ
- 三大栄養素macronutrient三大栄養素（macronutrient）macronutrient（三大栄養素）は炭水化物60%・脂質30%・タンパク質10%が目安。食事脂質の主体はTAG。
- 胆汁酸によるミセル化emulsificationミセル化（emulsification）emulsification（ミセル化）・乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）が脂質吸収に必須で、脂溶性ビタミンfat-soluble vitamin脂溶性ビタミン（fat-soluble vitamin）fat-soluble vitamin（脂溶性ビタミン）の吸収も共有する。
- 脂肪酸の鎖長chain length鎖長（chain length）chain length（鎖長）・不飽和度saturation/unsaturation不飽和度（saturation/unsaturation）saturation/unsaturation（不飽和度）がTAGの物性（固体solid固体（solid）solid（固体）/液体）を決める。天然不飽和脂肪酸unsaturated fatty acid不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid）unsaturated fatty acid（不飽和脂肪酸）はシス型。
- 必須脂肪酸essential fatty acid必須脂肪酸（essential fatty acid）essential fatty acid（必須脂肪酸）（リノール酸linoleic acidリノール酸（linoleic acid）linoleic acid（リノール酸）=オメガ6、α-リノレン酸alpha-linolenic acidα-リノレン酸（alpha-linolenic acid）alpha-linolenic acid（α-リノレン酸）=オメガ3）はヒトが合成できず、長鎖PUFA（EPA・DHA・アラキドン酸arachidonic acidアラキドン酸（arachidonic acid）arachidonic acid（アラキドン酸））の前駆体。
- 食品群で脂肪酸組成が大きく異なる。トランス脂肪酸trans fatトランス脂肪酸（trans fat）trans fat（トランス脂肪酸）は工業的水素化industrial hydrogenation工業的水素化（industrial hydrogenation）industrial hydrogenation（工業的水素化）の産物で心血管リスクと関連。