지질의 분류와 구조 및 기능

-지질의 분류 및 구조-

 

1. 지방산

- 구조

① 긴 탄소 사슬로 서로 연결되어 있고, 많은 수소가 결합 되어있다.

② 카복실기(-COOH)로부터 시작하고 α-탄소로부터 소수성인 긴 탄화수소로 구성되며 오메가(ω) 부분인 메틸기(-CH3)로 끝난다.

- 분류

① 탄소 사슬의 길이에 따라 구분 : 짧은 사슬 지방산(탄소수 4~6개), 중간 사슬 지방산(8~12개), 긴 사슬 지방산(14~20개), 매우 긴 사슬 지방산(22개 이상)

② 포화도에 따라 구분 : 포화지방산(이중결합 0개), 단일불포화지방산(1개), 다가불포화지방산(2개↑)

③ 형태에 따라 구분 : 불포화지방산은 대부분 시스형으로 존재하며, 일부는 트랜스형으로 존재한다.

지방산		급원
포화지방산	라우르산(C12:0)	팜핵유, 코코넛유 등
	팔미트산(C16:0)	팜유, 올리브유, 버터, 콩기름, 돼지기름, 쇠기름 등
	스테아르산(C18:0)	식물성 유지, 코코아버터, 버터 등
단일불포화지방산	올레산(C18:1)	올리브유, 코코아버터, 버터, 돼지기름, 쇠기름 등
다가불포화지방산	리놀레산(C18:2)	옥수수유, 콩기름, 참기름 등
	리놀렌산(C18:3)	들기름, 콩기름
	EPA(C20:5)	어유
	DHA(C22:6)	어유

 

2. 중성지질

- 구조

① 자연계에서 지방산은 대부분 에스테르 결합하며 일부는 아미드 결합을 한 상태로 존재한다.

② 지방산의 카복실기는 글리세롤의 수산기(-OH)와 에스테르 결합하여 모노아실글리세롤, 다이아실 글리세롤, 트라이아실글리세롤을 형성한다.

③ 중성지질(트라이아실글리세롤)은 글리세롤에 3분자의 지방산이 에스테르 결합을 이룬 것이다.

④ 일반적으로 글리세롤의 1번과 3번 위치에는 포화지방산이. 2번 위치에는 불포화지방산이 결합한다.

- 중성지질은 비극성 용매에 녹고, 물보다 낮은 비중을 갖는다. 융점은 지질 구성 지방산에 따라 다르다.

 

3. 복합지질

- 인지질

① 중성지질과 유사한 구조를 가지고 있지만, 글리세롤의 3번째 수산기에 지방산 대신 인산이 결합하며, 여기에 염기가 결합한 형태이다.

② 인지질은 연결된 염기에 따라 포스파티딜세린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜콜린(레시틴), 포스파티딜이노시톨로 불린다.

- 스핑고지질

① 기본구조로 글리세롤 대신 긴 사슬의 아미노알코올인 스핑고신에 지방산이 아미드 결합하여 세라마이드를 이루는 유도체를 말한다.

② 스핑고미엘린은 세라마이드에 인산과 염기가 결합한 인지질을 말한다.

③ 세레브로사이드와 강글리오사이드는 인산과 염기 대신 당류가 결합한 것으로, 뇌와 신경조직에서 소량 발견되는 스핑고 지질이다.

- 스테로이드

① 4개의 탄화수소 고리구조(스테로이드 핵)를 갖는 불 비누 화성 지질이다.

② 스테롤 : 탄화수소의 고리구조에 수산기를 갖는 물질로써 콜레스테롤이 대표적이다.

③ 생체 내의 콜레스테롤은 주로 유리 형태로도 존재하나, 부신 필질, 혈장, 소장의 림프 및 간에서는 에스터형으로 존재하며, 특히 뇌와 신경조직에서 많이 존재한다.

④ 콜레스테롤은 동물성 식품을 통한 섭취와 간과 소장에서의 신체 내 합성을 통해 공급된다.

⑤ 식물성 근원 스테롤은 흡수율도 낮고 콜레스테롤의 흡수도 감소시킨다. (피토스테롤, 시토스테롤 등)

 

-지질의 체내 기능-

 

1. 중성지질

- 효율적인 에너지 저장고

① 글리코겐이나 근육 단백질로 에너지를 저장할 때는 수분이 같이 저장되어야 하므로 1g당 발생할 수 있는 에너지양이 적다.

② 지방세포의 경우는 80% 이상이 지질이고 물의 비율은 낮으므로 체내 지질이 매우 효율적인 에너지 저장창고로서 작용한다.

- 체온조절 및 장기 보호 기능

① 지방은 물에 비해 열전도율이 낮아 피하 지방조직은 추위에도 체온 변동을 적게 해준다.

② 지방조직은 생식기관인 유방, 자궁, 난소, 정소 및 심장, 신장 등 주요 장기를 둘러싸고 있어 외부 충격으로부터 장기를 보호해 준다.

- 지용성 비타민 흡수촉진

① 지용성 비타민은 지질에 녹은 상태로 소화되어 흡수되므로 지질 섭취가 적으면 섭취량도 적으며, 소장에서 지질 흡수에 장애가 생기면 지용성 비타민의 영양상태도 저하된다.

② 지질 흡수가 안 되는 경우 흡수되지 못한 지방산은 칼슘, 마그네슘과 불용성염을 이루어 흡수를 방해하므로 무기질 영양 상태에도 좋지 않은 영향을 미친다.

③ 농축된 에너지 급원 : 식이 지질은 탄수화물과 단백질보다 탄소에 대한 산소의 비율이 더 낮아 더 많은 산화 과정을 거치므로 더 농축된 에너지원이다.

- 맛, 향미 제공 및 포만감

① 음식에 독특한 질감을 주고 향미를 주는 물질 중에는 지질 성분이 많아 맛과 향미를 증진시키는데 기여한다.

② 지질은 탄수화물이나 단백질보다 위장관의 통과시간이 느려 오랜 시간 포만감을 줄 수 있다.

 

2. 인지질

- 유화작용

① 인지질의 지방산 부분은 비극성이며 소수성이지만, 인산과 염기성 부분은 전하를 띠는 친수성이므로, 인지질은 양극성이 있어 유화작용을 할 수 있다.

② 물, 기름과 함께 인지질을 섞어주면 물은 인지질의 바깥쪽으로, 기름은 인지질의 안쪽으로 정렬해 작은 미셸을 형성함으로써 물에 잘 섞일 수 있게 한다.

③ 지단백질 형성 시 지질의 운반을 용이하게 하는 데 기여한다.

- 세포막의 주요 구성성분

① 세포막은 지질 성분이 반유동성을 갖는 기본구조를 형성하고 그 안에 여러 형태의 막단백질이 박혀있는 상태이다.

② 세포막은 인지질 2 중층으로 이루어지고, 이때 인지질의 극성인 부분은 안과 밖의 수용성 환경에 접하고, 비극성 부분인 지방산은 안쪽으로 배열된다.

③ 세포막에 있는 인지질 중 포스파티딜이노시톨은 이노시톨 삼인산과 다이아실글리세롤로 나누어질 수 있으며 각각이 세포 신호전달 체계에 중요한 역할을 한다.

④ 세포막 인지질의 특정 지방산은 프로스타글란딘, 류코트리엔, 트롬복산 등의 아이코 사노이다 합성에 전구체로 이용된다.

 

3. 콜레스테롤

-세포막의 구성성분

① 인지질과 함께 세포막을 구성한다.

② 간, 신장, 뇌 등에 많은 양의 콜레스테롤이 존재하므로 세포의 완전성을 부여한다.

③ 세포가 많이 증가하는 유아기와 아동기에 콜레스테롤을 심하게 제한하지 않도록 해야 한다.

- 호르몬과 담즙산의 전구체

① 콜레스테롤은 에스트로젠, 테스토스테론, 코르티코스테로이드 같은 스테로이드계 호르몬의 전구물질이다.

② 7-다이하이드로 콜레스테롤은 자외선에 의해 비타민 D로 전환될 수 있다.

③ 콜레스테롤은 지질의 소화와 흡수에 중요한 유화제 역할을 하는 담즙을 생성한다.

 

4. 필수지방산

- 신체를 정상적으로 성장・유지시키며, 체내 여러 생리 과정을 정상적으로 수행하는 데 꼭 필요한 성분이다.

- 체내에서 합성되지 않거나 합성되는 양이 부족하므로 반드시 식사를 통해 섭취해야 한다.

- 종류 : n-6계 지방산인 리놀레산, 아라키돈산, n-3계 지방산인 리놀렌산이 있다

- 필수지방산의 대사

① 우리 체내에서 지방산의 이중결합이 새로 증가하더라도 이미 존재하는 이중결합과 카복실기 사이에서 만들어지므로, n-9, n-6, n-3 등의 지방산 계열 간에 상호 전환은 이루어지지 않는다.

② n-9계 지방산은 생체에서 합성이 가능하나 n-6계 지방산인 리놀레산, n-3계 지방산인 리놀렌산은 9번 탄소와 오메가 탄소 사이에 이중결합을 생성하는 불포화 효소가 없어 식품으로의 섭취가 필수적이다.

③ 리놀레산은 생체 내에서 Δ6-불포화 효소에 의해 감마리놀렌산으로, 이는 다시 더 긴 디 호모 감마리놀렌산으로 전환되고, 다시 아라키돈산으로 전환된다.

④ 아이코사펜타에노산(EPA), 도코사헥사에노산(DHA)은 리놀렌산으로부터 전환되어 공급될 수도 있지만, 생선과 어유 등으로부터 직접 섭취될 수 있다.

⑤ 성인은 필수지방산의 결핍증상이 나타나기 어렵다.

→ 상당히 오랜 기간 필수지방산이 전혀 없는 식사를 하기가 어렵고, 이미 지방조직에 필수지방산이 많이 저장되어 있어 부족 시 체내 저장된 필수지방산을 사용하기 때문이다.

- 필수지방산의 기능

① 성장증진, 피부의 정상적 기능과 생식기능의 정상적 발달에 역할을 한다.

② 세포막의 구조적 완전성 유지(인지질의 2번째 탄소에 존재)

③ 혈청 콜레스테롤 감소 : 인지질에 있는 필수지방산은 조직으로부터 혈청으로 방출된 과잉의 유리 콜레스테롤과 결합하며 간으로 이동시켜 콜레스테롤은 담즙산으로 전환

④ 두뇌 발달과 시각 기능 유지한다.

⑤ 아이 코가 노인들의 이드의 전구체 : 필수지방산은 고리산소화효소(COX)에 의해 프로스타글란딘, 트롬복산, 프로스타사이클린으로 전환, 지질산소화효소(LOX)로 류코트리엔 생성한다