類脂
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第二節 類脂
一、磷脂
磷脂是含磷的類脂化合物,廣泛地分布在動植物中,是細胞原生質的固定組成成分。磷脂主要存在于腦、神經組織、骨髓、心、肝及腎等器官中。蛋黃、植物種子、胚芽及大豆中都含有豐富的磷脂。最常見的磷脂是磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺和神經鞘磷脂。它們的構造與油脂相似,但組成較為復雜。它們的水解產物有醇(甘油或其它醇)、脂肪酸、磷酸和含氮的有機堿。
(一)磷脂酰膽堿(卵磷脂)
純的磷脂酰膽堿是吸水性的白色蠟狀物,在空氣中由于不飽和脂肪酸的氧化而變為黃色或棕色。磷脂酰膽堿不溶于水及丙酮,易溶于乙醚、乙醇及氯仿中。磷脂酰膽堿在腦、神經組織、肝臟、腎上腺及紅細胞中含量較多,蛋黃中含量特多(約占8%-10%),所以叫做卵磷脂。
磷脂酰膽堿根據磷酸與甘油連接位置的不同,有α-及β-兩種異構體,自然界的磷脂酰膽堿是α型的。磷酯酰膽堿中與磷酸相結合的含氮有機堿是膽堿。磷脂酰膽堿分子中,甘油部分的β碳原子是手性碳原子,因而有D型和L型兩種構型。自然界存在的是L型的。
自然界的磷脂酰膽堿是幾種磷脂酰膽堿的混合物,主要是組分中的脂肪酸不同,經水解后得到甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿。常見于磷脂酰膽堿中的脂肪酸有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及花物四烯酸等。某些毒蛇的毒汁中含有一種磷脂酶,能使β位脂肪酰基水解脫落,生成溶血磷脂酰膽堿,從而破壞了細胞膜,引起溶血。
(二)磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)
磷脂酰乙醇胺在腦組織中含量甚多,故又稱腦磷脂。它和磷脂酰膽堿并存于機體各組織及器官中,它的構造和理化性質均與磷脂酰膽堿相似,只是在磷脂酰乙醇胺中,與磷酸結合的是膽胺(HO=CH2-CH2-NH2)。
磷脂酰乙醇胺性質與磷脂酰膽堿相似,也不穩定,易吸收水分,在空氣中氧化成棕黑色。磷脂酰乙醇胺能溶于乙醚,但難溶于乙醇,這是與磷脂酰膽堿在溶解性方面的不同點。
磷脂酰乙醇胺與血液凝固有關。凝血激酶是由磷脂酰乙醇胺與 蛋白質組 成的,它存在于血小板內,能促使血液凝固。
(三)神經鞘磷脂(鞘磷脂)
腦和神經組織中含有大量的鞘磷脂,脾、肝及其它組織中含量較少。鞘磷脂的組成和結構與磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺不同,其分子中不含甘油部分,而是含有一個長鏈的不飽醇――鞘氨醇。1mol鞘磷脂完全水解后,可得到鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和膽堿各1mol。
鞘磷脂分子中的脂肪酸連接在鞘氨醇的氨基上,磷酸以酯的形式與鞘氨醇及膽堿相結合。
鞘磷脂是無色晶體,在光的作用下或在空氣中不易氧化,比較穩定,不溶于丙酮及乙醚,而溶于熱乙醇中。
二、糖脂
糖脂是細胞結構包括神經髓鞘的組成部分,也是構成血型物質及細胞抗原的重要組分。重要的糖脂有腦苷脂、神經節苷脂等。腦苷脂是含糖、脂肪酸和鞘氨醇的類脂,其構造如下:腦苷脂
腦苷脂為白色蠟狀物,溶于熱乙醇、丙酮和苯中,不溶于乙醚,冷的乙醇和丙酮中。
三、甾族化合物
甾族化合物是一類廣泛存在于動植物體內的天然有機化合物,如膽甾醇、膽汁酸、維生素D、腎上腺皮質激素及性激素等。許多甾族化合物具有重要的生理作用。
(一)甾族化合物的結構
甾族化合物都含有一個由四個環組成的基本骨架,即由三個六元環的一個五元環稠合的17碳結構。這個骨架是甾族化合物的母核,即環戊烷多氫菲。四個環用字母A,b ,C和D表示,并將17個碳原子按特定順序編號。
大多數甾族化合物在環戊烷多氫菲的母核上還有三個側鏈,它們分別連在C-10,C-13和C-17的碳原子上。
在C-10和C-13上常是甲基(有時是-CHO或-CH2OH),叫做角甲基,這兩個甲基的碳原子分別標為C-19及C-18;C-17上連接的是較長的碳鏈、含氧原子團或其它原子團。這三個原子團都在環平面的上方故用實線表示。環上若有其它取代基,則它們在空間有兩種取向。環上的取代基與角甲基取向相同的(即在環平面的上方),稱為β構型,用實線表示;如環上取代基與角甲基取向相反(即在環平面的下方),則稱為α構型,用虛線表示。
(二)重要的甾族化合物
1. 甾醇類
甾醇是甾環上連有醇羥基的固態物質,故又叫做固醇。從化學結構上看,甾醇是一類飽和的或不飽和的仲醇,C-3上的羥基都是β型的,它們常以游離狀態或高級脂肪酸酯的形式存在于動植物體內。
(1)膽甾醇膽甾醇是從膽石中發現的固體狀醇,故又稱膽固醇。存在于人體的各組織中。
膽甾醇
膽甾醇的結構特點是C-3上有一個β-構型的羥基,C-5和C-6之間有一個雙鍵,C-17上有一個含8個碳原子的烴基側鏈。
膽甾醇為無色或略帶黃色的蠟狀物,熔點148℃,難溶于水,易溶于有機溶劑。
在體內膽甾族C-3上-OH常與脂肪酸結合成膽甾醇脂。
人體中的膽甾醇一部分從食物中攝取,一部分由體內組織細胞自己合成。當人體內膽甾醇代謝發生障礙時,血液中膽甾醇的含量就會增多,并從血清中析出,引起血管變窄,降低血液流速,造成 高血壓 、動脈硬化;在膽汁液中,若有膽甾醇沉積,則形成膽石。
(2)7-脫氫膽甾醇 7-脫氫膽甾醇也是一種動物甾醇,存在于人體皮膚中。當受到紫外線照射時,它的B環打開轉變為維生素D3。
7-脫氫膽醇 維生素D 3
因此,多曬太陽是獲得維生素D3的最簡單方法。
(3)麥角甾醇麥角甾醇存在于 酵母 及某些植物中,屬于植物甾醇,和7-脫氫膽甾醇比較,它在C-17的側鏈上多一個甲基和一個雙鍵。在紫外線照射下,它的B環打開生成維生素D2。
麥角甾醇 維生素D 2
維生素D也叫抗佝僂病維生素,因為缺乏時,兒童會得佝僂病,成人則患軟骨癥。因此,兒童需要多服用一些維生素D,同時需要多曬太陽。維生素D廣泛存在于動物體中,含量最多的是脂肪豐富的魚類肝臟;也存在于牛乳、蛋黃中等。
維生素D包括幾種生理作用相同的物質,其中以維生素D2和-D3的作用最強,由于維生素D能促進腸道對鈣、磷的吸收,使血液中鈣、磷濃度增加,有利于鈣、磷沉著,所以能防治佝僂病和軟骨病。維生素D是脂溶性維生素,對熱和空氣中的氧都比較穩定。
2.膽甾酸
在人和動物的膽汁中,含有幾種結構與膽甾醇類似的酸,稱為膽甾酸。例如膽酸和脫氧膽酸。
它們的結構 特征是:C-17上的側鏈較短,只有五個碳原子,末端有一個羧基;膽酸的C-3、C-7和C-12上的羥基為α構型,用虛線表示,和膽酸相比較,脫氧膽酸只是在C-7上少一個氧原子;它們的環上都無雙鍵
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