化 学 第六部:生化学の基礎

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 ここでは,三大栄養素の一つである脂質の代謝に関連し, 【脂質の代謝とは】, 【脂質の摂取と吸収】 に項目を分けて紹介する。

  脂質の代謝とは

 代謝( metabolism )
 生化学では,体外から取り入れた無機物や有機化合物を素材とし,生命維持のために行う一連の化学反応をいう。
 
 一般的には,代謝というと,新陳代謝の略称としてを用いることが多いが,この場合は,古い細胞が新しい細胞に入れ替わるという意味で用いられ,生化学における意味とは異なる。
 
 代謝は,物質を分解する過程の異化(分解)と物質を合成する同化(同化作用)に区分される。
 異化( catabolism )
 最終的にはエネルギーを得るためのクエン酸回路(TCA回路)などで利用できる物質や同化で用いる原料にまで物質を分解する過程である。
 同化( anabolism )
 異化で得られたエネルギーを用い,酵素反応を利用し,単純な前駆体を経て核酸,たんぱく質,糖質,脂質など複雑な生体高分子の合成を行う過程をいう。
 
 細胞中の連鎖的な化学反応を代謝経路( metabolic pathway )といい,非常に多くの代謝物質が関わる非常に複雑なものである。また,多くの独立した経路が 1 つの細胞内に共存するので,代謝経路の集合(代謝経路網として扱われる。
 
 下図には,基本的な代謝経路の紹介で利用されるマップの例を紹介した。

代謝経路

代謝経路
左図出典:東京大学生命科学教育用画像集(2017年参照;現在はアクセス不可)・基本代謝経路の概略図
右図出典:福岡大学 理学部 機能生物化学研究室代謝マップ

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  脂質の摂取と吸収

 食料として摂取した脂質のうち中性脂肪は,十二指腸において胆汁の作用で乳化される。
 次いで,小腸において,膵液に含まれる消化酵素ステアプシン(リパーゼ)により,グリセリン(グリセロール)脂肪酸,及びモノグリセリド(グリセリンの 3個の水酸基のうちの 1個に脂肪酸がエステル結合したもの)などに分解(加水分解される。
 グリセリン(グリセロール)は,水に溶けやすいので,そのまま小腸上皮細胞から吸収される。
 
 脂肪酸及びモノグリセリドなどは,そのままでは吸収できないので,腸内に分泌された胆汁酸により乳化し,生成したミセルとして腸管から吸収される。
 吸収されたミセルは,たんぱく質と結合し,乳状脂粒(カイロミクロン)と呼ばれるリポタンパク質(脂質と結合した複合たんぱく質)としてリンパ管に吸収され,全身へ運ばれる。
 モノグリセリドのリポタンパク質は,毛細血管の内壁細胞表面のリポタンパクリパーゼによりグリセリン(グリセロール)と脂肪酸に分解される。
 
 胆汁(たんじゅう;bile , gall )
 肝臓で生成される黄褐色のアルカリ性液体で,胆汁酸と胆汁色素を含む。胆汁酸は,界面活性剤として食物中の脂肪を乳化し,消化酵素ステアプシン(リパーゼ)と反応しやすくする。
 膵液(すいえき;pancreatic juice )
 膵臓( pancreas )から分泌され,三大栄養素の全てを消化できる酵素を持つ体液(消化液)である。
 膵液には,デンプンを分解するアミロプシン(アミラーゼ) ,胆汁で乳化された脂肪脂肪酸とグリセリン(グリセロール)に分解するステアプシン(リパーゼ)核酸を分解するヌクレアーゼたんぱく質の消化に寄与するトリプシノーゲン,キモトリプシノーゲンが含まれる。
 
 【参考】
 中性脂肪( neutral fat , neutral lipid )
 脂肪酸のグリセリンエステルをいう。
 脂肪酸( fatty acid )
 母体が鎖式炭化水素で一価のカルボン酸をいう。脂肪酸以外は,飽和カルボン酸,不飽和カルボン酸,芳香族カルボン酸に分けられる。
 グリセリン( glycerin(e )
 学術的にグリセロール(glycerol)と呼ばれる 3価のアルコール(プロパン-1,2,3-トリオール: propane-1,2,3-triol )であるが,一般的にはグリセリンの呼称が広く用いられている。
 グリセリンは,IUPAC 名プロパン-1,2,3-トリオール( propane-1,2,3-triol )の伝統的な一般名であったが,アルコール化合物のため,グリセロール( glycerol )の名称も広く用いられている。生化学の分野ではグリセロールと称する例がおおい。
 しかし,JIS 規格では,例えば,JIS K 8295「グリセリン(試薬):Glycerol (Reagent) 」,JIS K 3351「工業用グリセリン:Glycerines for industrial use 」,JIS K 3211「界面活性剤用語:Technical terms for surface active agents 」などでは,日本語の一般名称としてグリセリンを用いている。
 エステル( ester )
 有機酸やオキソ酸とヒドロキシ基を含む化合物(アルコールやフェノール)との縮合反応で得られる一般式 –COO− の官能基。

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