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脂質は、生体に含まれる脂肪、油、ステロイド、ワックスなどの化合物のグループで構成されています。原核生物も真核生物も脂質を持っています。脂質は、膜形成、保護、断熱、エネルギー貯蔵、細胞分裂など、生物学的に多くの重要な役割を果たします。医学では、脂質は血中脂肪を指します。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
脂質は、生体に含まれる脂肪、油、ステロイド、ワックスを指します。脂質は、エネルギー貯蔵、保護、断熱、細胞分裂、その他の重要な生物学的役割のために、種全体で複数の機能を果たします。
脂質の構造
脂質は、アルコールグリセロールと脂肪酸から作られたトリグリセリドで作られています。この基本構造に追加すると、脂質の多様性が大きくなります。これまでに10,000種類以上の脂質が発見されており、多くは細胞の代謝と物質輸送のための非常に多様なタンパク質と連携しています。脂質はタンパク質よりもかなり小さいです。
脂質の例
脂肪酸は脂質の一種であり、他の脂質の構成要素としても機能します。脂肪酸には、水素が結合した炭素鎖に結合したカルボキシル（-COOH）基が含まれています。このチェーンは水不溶性です。脂肪酸は飽和でも不飽和でもかまいません。飽和脂肪酸には単一の炭素結合がありますが、不飽和脂肪酸には二重炭素結合があります。飽和脂肪酸がトリグリセリドと結合すると、室温で固体脂肪が生じます。これは、それらの構造により、それらが密に詰まるためです。対照的に、トリグリセリドと組み合わせた不飽和脂肪酸は、液体油を生成する傾向があります。不飽和脂肪のねじれた構造は、室温でよりゆるく、より流動性のある物質を生成します。
リン脂質は、脂肪酸の代わりにリン酸基が置換されたトリグリセリドでできています。それらは、帯電したヘッドと炭化水素の尾を持つと説明できます。頭は親水性または水を好むのに対し、尾は疎水性または撥水性です。
脂質の別の例はコレステロールです。コレステロールは5個または6個の炭素原子の剛直な環構造に配置され、水素が結合し、柔軟な炭化水素の尾があります。最初のリングには、動物細胞膜の水環境に広がるヒドロキシル基が含まれています。ただし、分子の残りの部分は水不溶性です。
多価不飽和脂肪酸（PUFA）は、膜の流動性を高める脂質です。 PUFAは、神経炎症とエネルギー代謝に関連する細胞シグナル伝達に関与します。それらはオメガ-3脂肪酸として神経保護効果を提供でき、この製剤では抗炎症性です。オメガ-6脂肪酸の場合、PUFAは炎症を引き起こす可能性があります。
ステロールは植物の膜に見られる脂質です。糖脂質は炭水化物にリンクされた脂質であり、細胞脂質プールの一部です。
脂質の機能
脂質は生物でいくつかの役割を果たします。脂質は保護バリアを構成します。それらは、細胞膜と植物の細胞壁の構造の一部を含んでいます。脂質は植物や動物にエネルギーを貯蔵します。多くの場合、脂質はタンパク質と一緒に機能します。脂質機能は、側鎖だけでなく、極性頭部基の変化によっても影響を受ける可能性があります。
リン脂質は、細胞膜を構成する両親媒性の性質を持つ脂質二重層の基盤を形成します。外層は水と相互作用し、内層は柔軟な油性物質として存在します。細胞膜の液体の性質は、その機能を助けます。脂質は原形質膜だけでなく、核膜、小胞体（ER）、ゴルジ体、小胞などの細胞区画も構成します。
脂質も細胞分裂に関与しています。分裂細胞は、細胞周期に応じて脂質含量を調節します。少なくとも11の脂質が細胞周期の活動に関与しています。スフィンゴ脂質は、間期の細胞質分裂において役割を果たす。細胞分裂は細胞膜の張力をもたらすため、脂質は膜の剛性などの分裂の機械的側面を助けるように見えます。
脂質は、神経などの特殊な組織に保護バリアを提供します。神経を囲む保護ミエリン鞘には脂質が含まれています。
脂質は消費から最大量のエネルギーを提供し、タンパク質や炭水化物の2倍以上のエネルギーを持っています。体は消化で脂肪を分解します。一部は即時のエネルギーの必要性のために、他は貯蔵のために分解します。体は、リパーゼを使用してこれらの脂質を分解し、最終的に細胞に電力を供給するアデノシン三リン酸（ATP）を増やすことにより、運動のために脂質貯蔵庫を利用します。
植物では、トリアシルグリセロール（TAG）などの種子油は、被子植物と裸子植物の両方で種子の発芽と成長のための食物貯蔵を提供します。これらの油は油体（OB）に保存され、リン脂質とオレオシンと呼ばれるタンパク質によって保護されています。これらの物質はすべて小胞体（ER）によって生成されます。油体はERから芽を出します。
脂質は植物に代謝プロセスと細胞間の信号に必要なエネルギーを与えます。 （木部と一緒に）植物の主要な輸送部分の1つである師部は、コレステロール、シトステロール、カンポステロール、スチグマステロールなどの脂質と、いくつかのさまざまな親油性ホルモンおよび分子を含んでいます。さまざまな脂質は、植物が損傷したときのシグナル伝達に役割を果たす可能性があります。植物中のリン脂質は、植物の環境ストレスや病原体感染にも反応します。
動物では、脂質は環境からの絶縁体として、また重要な臓器の保護としても機能します。脂質は、浮力と防水性も提供します。
スフィンゴイドベースのセラミドと呼ばれる脂質は、皮膚の健康に重要な機能を果たします。それらは、環境から保護し、水分損失を防ぐ最外皮層として機能する表皮の形成を助けます。セラミドはスフィンゴ脂質代謝の前駆体として機能します。活発な脂質代謝が皮膚内で起こります。スフィンゴ脂質は、皮膚に見られる構造脂質とシグナル伝達脂質を構成しています。セラミドから作られたスフィンゴミエリンは、神経系で広く見られ、運動ニューロンの生存を助けます。
脂質も細胞シグナル伝達に役割を果たします。中枢および末梢神経系では、脂質が膜の流動性を制御し、電気信号の伝達を助けます。脂質はシナプスの安定化に役立ちます。
脂質は、成長、健康な免疫システム、生殖に不可欠です。脂質は、脂溶性ビタミンA、D、E、Kなどのビタミンを肝臓に蓄積することを可能にします。コレステロールは、エストロゲンやテストステロンなどのホルモンの前駆体として機能します。また、脂肪を溶解する胆汁酸も生成します。肝臓と腸はコレステロールの約80％を作りますが、残りは食物から得られます。
脂質と健康
一般に、動物性脂肪は飽和しているため固体であり、植物油は不飽和であるため液体です。動物は不飽和脂肪を生産できないため、それらの脂肪は植物や藻などの生産者から摂取する必要があります。同様に、それらの植物の消費者（冷水魚など）を食べる動物は、これらの有益な脂肪を獲得します。不飽和脂肪は病気のリスクを減らすため、食べるのに最も健康的な脂肪です。これらの脂肪の例には、オリーブ油やヒマワリ油などの油、種子、ナッツ、魚が含まれます。葉物野菜も食事性不飽和脂肪の良い源です。葉の脂肪酸は葉緑体で使用されます。
トランス脂肪は、飽和脂肪に似た部分的に水素化されたプラン油です。これまで調理で使用されていたトランス脂肪は、消費するのに不健康と見なされています。
飽和脂肪は病気のリスクを増加させる可能性があるため、飽和脂肪は不飽和脂肪よりも少なく摂取する必要があります。飽和脂肪の例には、赤い動物の肉と脂肪の多い乳製品、およびココナッツ油とパーム油が含まれます。
医療専門家が脂質を血中脂肪と呼ぶ場合、これは心血管の健康、特にコレステロールに関してしばしば議論される種類の脂肪を表します。リポタンパク質は、体内でのコレステロールの輸送を助けます。高密度リポタンパク質（HDL）は、「良い」脂肪であるコレステロールを指します。肝臓を介して悪玉コレステロールを除去するのに役立ちます。 「悪玉」コレステロールには、LDL、IDL、VLDL、および特定のトリグリセリドが含まれます。悪い脂肪はプラークとして蓄積するため、心臓発作や脳卒中のリスクを増加させ、動脈が詰まる可能性があります。したがって、健康には脂質のバランスが重要です。
炎症性の皮膚の状態は、エイコサペンタエン酸（EPA）やドクサヘキサエン酸（DHA）などの特定の脂質の摂取から恩恵を受ける場合があります。 EPAは、皮膚のセラミドプロファイルを変更することが示されています。
多くの病気は、人体の脂質に関連しています。血中の高トリグリセリドの状態である高トリグリセリド血症は、膵炎を引き起こす可能性があります。血中脂肪を分解する酵素などによって、多くの薬がトリグリセリドを減らす働きをします。魚油を介した医療補給により、一部の個人で高いトリグリセリドの減少が発見されています。
高コレステロール血症（高血中コレステロール）は、後天性または遺伝性です。家族性高コレステロール血症の人は、薬物で制御できない非常に高いコレステロール値を持っています。これにより、心臓発作や脳卒中のリスクが大幅に高まり、多くの人が50歳に達する前に死にます。
血管に高い脂質蓄積をもたらす遺伝病は、脂質蓄積症と呼ばれます。この過剰な脂肪の蓄積は、脳や身体の他の部分に有害な影響をもたらします。脂質蓄積症の例には、ファブリー病、ゴーシェ病、ニーマンピック病、サンドホフ病、テイサックスなどがあります。残念ながら、これらの脂質貯蔵疾患の多くは、若い年齢で病気と死をもたらします。
脂質は運動ニューロン疾患（MND）でも役割を果たします。これらの状態は運動ニューロンの変性と死だけでなく、脂質代謝の問題も特徴としているためです。 MNDでは、中枢神経系の構造脂質が変化し、これは膜と細胞シグナル伝達の両方に影響します。たとえば、代謝亢進は筋萎縮性側索硬化症（ALS）で発生します。栄養（この場合、消費される脂質カロリーが十分でない）とALSを発症するリスクとの間には関連があるように思われます。脂質が高いほど、ALS患者の転帰が良くなります。スフィンゴ脂質を標的とする薬は、ALS患者の治療薬と考えられています。関与するメカニズムをよりよく理解し、適切な治療オプションを提供するには、さらに研究が必要です。
遺伝性常染色体劣性疾患である脊髄性筋萎縮症（SMA）では、脂質はエネルギーとして適切に使用されません。 SMAの個人は、低カロリー摂取設定で高脂肪量を保有しています。したがって、再び、脂質代謝機能障害は運動ニューロン疾患において主要な役割を果たします。
アルツハイマー病やパーキンソン病などの変性疾患で有益な役割を果たすオメガ-3脂肪酸の証拠が存在します。これは、ALSの場合であると証明されておらず、実際、毒性の反対の効果がマウスモデルで発見されています。
進行中の脂質研究
科学者は新しい脂質を発見し続けています。現在、脂質はタンパク質レベルでは研究されていないため、あまり理解されていません。現在の脂質分類の多くは、機能よりも構造に重点を置いて、化学者と生物物理学者に依存しています。さらに、タンパク質と結合する傾向があるため、脂質機能を引き出すのは困難でした。生細胞の脂質機能を解明することも困難です。核磁気共鳴（NMR）および質量分析（MS）により、コンピューターソフトウェアを使用した脂質の同定が可能になります。しかし、脂質のメカニズムと機能についての洞察を得るには、顕微鏡法のより良い解像度が必要です。脂質抽出物のグループを分析するのではなく、タンパク質複合体から脂質を分離するために、より具体的なMSが必要になります。同位体標識は、視覚化、したがって識別を改善するのに役立ちます。
脂質は、既知の構造的およびエネルギー的特性に加えて、重要な運動機能およびシグナル伝達に役割を果たすことは明らかです。脂質の識別と視覚化の技術が向上するにつれて、脂質の機能を確認するためにより多くの研究が必要になります。最終的には、脂質機能を過度に破壊しないマーカーを設計できると期待されています。細胞レベルで脂質機能を操作できることは、研究のブレークスルーを提供できます。これは、タンパク質研究とほぼ同じ方法で科学に革命をもたらす可能性があります。順番に、脂質障害に苦しむ人々を潜在的に助ける新しい薬を作ることができました。