第四节 脂类
脂类（lipids）是人体需要的重要营养素之一，它与蛋白质、碳水化合物是产能的三大营养素，每克脂肪可产生9kcal的能量，在供给人体能量方面起着重要作用。脂类也是人体细胞组织的组成成分，如细胞膜、神经髓鞘都必须有脂类参与。它们不溶于水，但都能溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂。脂类主要由碳和氢两种元素以非极性的共价键组成。由于这些分子是非极性的，所以和水不能相容。其中氧与碳和氢的比率低得多，一般为1∶7～1∶30；此外少数脂类中还含有磷、氮等元素。
一、脂类的分类
营养学上的脂类主要包括油脂（甘油三酯）和类脂（磷脂、糖脂和固醇类）。油脂是油和脂肪的统称。一般将常温下呈液态的油脂称为油，而将其呈固态时称为脂肪。食物中的脂类95%是甘油三酯，5%是其他脂类。人体内贮存的脂类中，甘油三酯高达99%。
1.甘油三酯
脂肪是由甘油和脂肪酸脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的—OH与甘油羟基中的—H 结合而失去一分子水，于是甘油与脂肪酸之间形成酯键，变成了脂肪分子（结构见图2-2）。R1、R2及R3分别代表三分子脂肪酸的羟基，如果其中三分子脂肪酸是相同的，构成的脂肪称为单纯甘油酯。如果是不同的，则称为混合甘油酯。人体的脂肪一般为混合甘油酯，所含的脂肪酸主要是软脂酸和油酸。人体内大部分脂肪存于脂肪组织中，在细胞内主要以油滴状的微粒存在于胞浆中。
图2-2 脂肪分子结构
（1）脂肪酸：构成三分子脂肪酸的种类很多。目前已知存在自然界的脂肪酸有40多种。脂肪酸的基本结构为：CH3［CH2］nCOOH，式中的N的数目一般为4～24个，是由偶数碳原子构成的。脂肪酸有两种分类法：一种是根据碳原子数将脂肪酸分为短链（4～6C）、中链（8～12C）及长链（12C以上）脂肪酸。另一种是将脂肪酸分为饱和及不饱和脂肪酸：①饱和脂肪酸（saturated fatty acids），碳链中没有不饱和双键；②不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acids），在碳链上相邻的两个碳原子间含有不饱和的双键。根据所含双键的多少可将不饱和脂肪酸分为单不饱和脂肪酸（只含有一个双键）和多不饱和脂肪酸（有两个或两个以上不饱和键），后者多为长链脂肪酸。大多数食物脂肪都包含带有8～10个脂肪酸的甘油酯——饱和及不饱和脂肪酸的混合物。不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比率称为P/S比率，比率越高，脂肪中的不饱和脂肪酸就越多，这种脂肪多呈液态。动物的脂肪中，不饱和脂肪酸很少，植物油中则比较多。不饱和脂肪酸易被氧化，可形成氧化物、过氧化物等。这类过氧化物是有力的氧化剂，可以破坏油脂中的脂溶性维生素等物质。
（2）必需脂肪酸（essential fatty acids，EFA）是指人体维持机体正常代谢不可缺少而自身又不能合成、或合成速度慢无法满足机体需要，必须通过食物供给的脂肪酸，每日至少要摄入2.2～4.4g。传统上，必需脂肪酸是指亚油酸、花生四烯酸、亚麻酸。目前已肯定的必需脂肪酸是亚油酸（linoleic acid，n-6）和α-亚麻酸（linolenic acid，n-3）。n-6和 n-3系列中许多脂肪酸如花生四烯酸（AA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等都是人体不可缺少的，但人体可利用亚油酸和α-亚麻酸合成这些脂肪酸。所以，只能说它是部分必需脂肪酸。亚油酸主要来源于植物种子油，花生四烯酸来源于动物性脂肪，亚麻酸来源于大豆油和紫苏子油。
2.类脂
除以上的油脂外，生物体内还含有许多类似油脂的化合物，例如脑和神经组织含有大量的类脂。类脂又可分为磷脂、糖脂、甾醇等。
（1）磷脂：
除甘油三酯外，磷脂（phospholipids）在体内是最大的脂类，它具有多种形式，按其化学组成大体上可分为两大类。一类是分子中含甘油的称为甘油磷脂，另一类是分子中含神经氨基醇的称为神经磷脂。甘油磷脂又按性质的不同再分为中性甘油磷脂和酸性甘油磷脂两类。前者如磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂、缩醛磷脂）、溶血磷脂酰胆碱等；后者如磷脂酸、磷脂酰丝氨酸、二磷脂酰甘油（心磷脂）等。
甘油磷脂存在于各种组织、血浆中，并有小量储于体脂库中。它是细胞膜的构成物质并与人体的脂肪运输有关。卵磷脂又称为磷脂酰胆碱，存在于蛋黄和血浆中。神经磷脂存在于神经鞘。
磷脂可以提供能量，更重要的是它是细胞膜的构成成分。它可以帮助脂类或脂溶性物质如脂溶性维生素、激素等顺利通过细胞膜，促进细胞内外的物质交流。磷脂作为乳化剂还可以使体液中的脂肪悬浮在体液中，有利于其吸收、转运和代谢。磷脂还能防止胆固醇在血管内沉积、降低血液的黏度、促进血液循环，同时改善脂肪的吸收和利用，因此可以预防心血管疾病。食物中的磷脂被人体消化吸收后释放出胆碱，进而合成神经递质乙酰胆碱。因此，磷脂可以促进、改善大脑组织和神经系统的健康及功能。
如果磷脂缺乏就会导致细胞膜结构受损，出现毛细血管的脆性增加和通透性增高，皮肤细胞对水的通透性增高引起水代谢紊乱，产生皮疹。磷脂缺乏还可造成脂肪代谢障碍引起脂肪肝、动脉粥样硬化等。
（2）糖脂：
糖脂（glycolipid）包括脑苷脂类和神经节苷脂。它含有神经鞘氨醇与己糖和复合碳水化合物，但不含有磷。这种脂也是构成细胞膜所必需的。
3.胆固醇
胆固醇（cholesterol）是一种重要的甾醇化合物。它存在于所有的动物中，是形成类固醇激素、胆汁盐、细胞膜等必不可少的物质。人体90%的胆固醇存在于细胞中，与脂肪酸结合成为胆固醇脂的形式存在。胆固醇也可在7、8位上脱氢后转变为7-脱氢胆固醇，然后在皮肤中经紫外线照射可转变为维生素D3。胆固醇可在体内合成，主要是在肝脏和小肠内合成。合成的数量取决于人体的需要量和食物中的含量。
4.血浆脂蛋白
脂蛋白存在于血浆、线粒体、微粒体、细胞膜中，是由脂类和蛋白质结合而成。
根据血浆脂蛋白的比重或电泳速度可分为α-脂蛋白（亦称高密度脂蛋白，英文简写HDL）、β-脂蛋白（亦称低密度脂蛋白，英文简写LDL）、前β-脂蛋白（亦称极低密度脂蛋白，英文简写VLDL）和乳糜微粒（CM）四部分（表2-10）。
这些脂蛋白内的脂类有磷脂、胆固醇、胆固醇酯和甘油三酯。蛋白质有apoA（A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅳ）、apoB、apoC（C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ）、apoD（A-Ⅲ）、apoE（E1、E2、E3、E4）、apoF 等。
二、脂类的消化、吸收和代谢
1.脂肪的消化、吸收和代谢
食物中的肉类、乳制品的脂类及植物油等都是以混合的甘油三酯的形式进入口腔、胃和肠道。在口腔内，由于成人的唾液中没有消化脂肪的酶，对脂肪的消化能力很弱，而婴儿口腔中的脂肪酶可有效分解奶中短链和中链脂肪酸；胃消化的脂肪不多，脂肪仅从食物的混合物中初步分离，只有少量的短链脂肪酸在胃脂酶的作用下被消化；大多数脂肪是在进入小肠后才开始消化。
表2-10 脂蛋白分类与化学组成
食糜进入肠道后，主要在胆汁和胰脂肪酶的作用下进行消化。胆汁中的胆盐是强有力的乳化剂，它附着在甘油三酯的表面上，将其分解为极细的微粒使其更容易被消化分解。微粒形成后，胰脂肪酶便立即向甘油三酯分子进攻，释放出其中的脂肪酶和共脂肪酶（colipase），每释放一个脂肪酸就需要加入一个分子的水，这一过程就是水解作用。甘油单酯和脂肪酸形成后，它们会同胆酸盐结合成水溶性的络合物，通称微胶粒（micelles）。胰脂肪酶对甘油三酯的水解率和其脂肪酸链的长短有关，不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸易于水解。还有小部分的脂肪完全不水解。微胶粒的直径大约是乳化脂肪的1%，其表面积却增大10 000倍。这些微胶粒会钻到肠壁上小突出物之间的缝隙间，与肠道表面的细胞紧贴着。脂肪酸和甘油单酯进入黏膜细胞，而胆盐则留在肠道内，同更多的脂质结合成微胶粒，并将其送到人体的各个细胞。
脂肪的水解产物游离脂肪酸和甘油一酯、甘油二酯进入肠黏膜细胞内，在滑面内质网上重新合成与体内脂肪组成成分相近的甘油三酯。这种新合成的甘油三酯可以形成两种水溶性的脂蛋白-乳糜微粒（chylomicrons）和低密度（low density lipoprotein，LDL）脂蛋白。它们通过逆转饮液作用离开肠细胞，然后由收集脂肪的乳糜管吸收，送入淋巴系统。
大约占肠壁细胞吸收脂质的22%的甘油因水溶性大则不需胆盐而直接透过肠壁。未重新脂化的中链和短链脂肪酸将与白蛋白结合，然后由门静脉系统输送。完全未被水解的脂肪亦能以乳胶微粒的形式直接进入肠黏膜细胞，在内质网上合成的乳糜微粒再由淋巴系统进入血液循环。
脂肪经过上述的消化吸收后通过以下四条途径代谢：①立即作为能源。脂肪酸被细胞吸收后，与乙酰辅酶A结合，通过β-氧化逐步缩短脂肪酸链，并进入三羧酸循环，产生热能；②作为能源储存在细胞中；③成为细胞本身的结构成分；④合成某些必需的化合物。
2.胆固醇的消化、吸收和代谢
食物中所含的胆固醇，一部分是与脂肪酸结合的胆固醇酯，另一部分是游离状态的。胆固醇进入人体后，在肠道内经过胆固醇酯酶的催化进行水解，产生游离的胆固醇和脂肪酸。
游离的胆固醇为脂溶性物质，经过胆盐的乳化在肠内吸收。但是吸收的胆固醇约有三分之二在肠黏膜细胞内经酶的催化后重新酯化，形成适合体内需要的胆固醇酯。再与部分未酯化的游离胆固醇、磷脂、甘油三酯及由肠黏膜细胞合成的脱辅基蛋白一起形成乳糜微粒，经淋巴系统进入血液循环。因此，淋巴和血液中的胆固醇大部分以胆醇酯的形式存在。
胆固醇的代谢与脂肪不同，除了通过食物能提供之外，人体所有的细胞，特别是肝脏和小肠，都能从脂质和碳水化合物提供的前体合成胆固醇；另外，分泌入胆汁和小肠细胞中的胆固醇，或脱落的小肠细胞中的胆固醇，都会经过胆肠循环被重新吸收。因此血液中胆固醇的数量受这三个因素的影响。
三、脂肪的生理功能
1.能源
脂肪是高密度的能源物质。每克脂肪完全氧化能提供9kcal能量，是同样重量的碳水化合物或蛋白质的2.25倍。它不仅是人体能量来源的主要物质，还是人体储存能量的主要形式。一般成年女性的体脂比例20%～25%，成年男性体脂为比例15%～20%。当人体摄入的能量大于消耗的能量时，就以脂肪的形式储存在体内，目前为止未发现脂肪细胞保存脂肪的上限，摄入越多，人也越来越胖。当机体没有足够的碳水化合物和蛋白质作为能量时，才开始消耗脂肪，这也是生酮饮食减肥的原理。但这种饮食模式维持时间太久，会对机体产生危害，因为脂肪代谢产生的是酮体，而神经细胞和血细胞不能以此作为能量来源，并且酮体生成过多，超过机体的代谢程度，会造成酮症酸中毒。
2.增进饱腹感
脂肪在胃里停留的时间比蛋白质和糖类都长，大约是3.5小时。食物脂肪从胃进入十二指肠时，可刺激产生肠抑胃素，肠蠕动受到抑制，排空时间延长，增加饱腹感。近年来的研究结果证明，食物中加些脂肪，如全脂奶、炒菜多加油、面包加黄油等，都可以增强低热量饮食给人的饱腹感。
3.构成人体组织和细胞的重要成分
脂肪是脂溶性维生素的载体，脂溶性维生素A、维生素D、维生素K、维生素E是四种人体必需的营养成分。食物脂肪正是它们的载体。如果饮食中缺乏脂肪，这些营养素的摄入量就会减少。脂肪还可以促进这些脂溶性维生素在肠道的吸收。脂肪的水平至少要达到摄入能量的10%才能从非脂肪源如胡萝卜素吸收维生素A的前体。脂类还是合成前列腺素的原料，至少有4种前列腺素全部是由20碳脂肪酸合成的。它们具有许多重要的功能，如促进受孕、调节神经脉冲的传输、阻止脂肪的分解及胃液的分泌、调节血压等。类脂与蛋白质结合形成脂蛋白，参与构成细胞膜、线粒体膜、核膜、神经髓鞘膜以及红细胞膜等。胆固醇在体内可以转化生成多种具有重要生理功能的类固醇化合物，如胆汁酸盐、维生素 D3、肾上腺皮质激素以及性激素等。
4.必需脂肪酸的来源
人体内不能自行合成的必需脂肪酸，是维持人体健康必不可少的成分，如亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等。亚油酸能治疗皮炎和促进缺脂肪的小动物生长。只要2%的总热量来自亚油酸，通常便可满足必需脂肪酸的需要。植物油的亚油酸含量最高，其中玉米油、葵花子油、红花油的含量超过50%，
5.维持体温和保护人体器官
皮下脂肪可以起到隔热保温的作用，使体温能达到正常和恒定，防止人体因环境温度突然变化而受到损害。肾脏和心脏等重要器官周围的脂肪起着固定其位置和防止其受到物理损害的作用，如肾脏周围的脂肪太少，就容易发生肾下垂。此外，脂肪对肌肉、关节等也具有一定的保护作用。
四、食物脂类的推荐摄入量
膳食中脂肪的摄入量易受饮食习惯和季节的影响，变动范围较大。主要原因是脂肪在体内供给的热量亦可由碳水化合物来供给。为提供脂溶性维生素、必需脂肪酸以及保证脂溶性维生素的吸收所需的脂肪并不多，一般认为每日膳食中有50g脂肪即能满足此需要。
脂肪的供给量容易受人们的饮食习惯、生活条件、气候、季节的影响，因此世界各国对脂类的摄入量并没有一个统一的标准。建议每日膳食中由油脂供给的能量占总能量的比例，儿童和少年为25%～30%，成年为20%～25%为宜，一般不超过30%。胆固醇的每日摄入量应在300mg以下。一般每天摄入50g脂肪就能提供所需的必需脂肪酸，而且有利于脂溶性维生素的吸收。脂肪的摄入量过多会造成肥胖，而且高脂肪饮食很可能引起心血管疾病、高血压和某些癌症发病率升高。
近年来，随着我国人民生活水平不断提高，膳食中动物性食品的比重不断提高，导致脂肪的摄入量随之增加。与此同时，我国肥胖、高血压、糖尿病等代谢性疾病发病率显著上升，冠心病、脑梗等动脉硬化性疾病也随之增加，因此应减少脂肪的摄入。
每天所摄入的脂类中，应有包含一定比例的不饱和脂肪酸，一般认为必需脂肪酸的摄入量应不少于总能量的3%。理想的脂肪酸构成量为饱和脂肪酸∶单不饱和脂肪酸∶多不饱和脂肪酸 =1∶1∶1，而多不饱和脂肪酸（n-6）∶（n-3）=（4～6）∶1为佳。饱和脂肪酸虽然可使血中低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平升高，与心血管疾病发生有关。但由于其不易被氧化产生有害的氧化物、过氧化物等，一定量的饱和脂肪酸有助于HDL的形成，因此人体不应完全排除饱和脂肪酸的摄入。
食物脂类的来源是植物性食物和动物性食物。植物性食物的脂肪来源是各种植物油和坚果，如核桃、花生、芝麻、葵花子及豆类等。植物油的特点是含不饱和脂肪酸多。动物性食物来源主要有猪、羊、牛等的动物脂肪及骨髓、肥肉、乳类及蛋黄等，它们主要提供饱和脂肪酸、磷脂和胆固醇等。
五、血脂的临床意义
临床上常用的检测血脂的指标及其临床意义有：
1.甘油三脂（TG）的正常参考值为0.3～1.7mmol/L。临床意义：甘油三酯升高与动脉粥样硬化性疾病的发生有着重要关系。常见于原发性高脂血症、肥胖症、阻塞性黄疸、糖尿病、极度贫血、肾病综合征、胰腺炎、甲状腺功能减退、长期饥饿及高脂饮食后均可增高。饮酒后也可使甘油三酯即性升高。降低见于甲状腺功能亢进、肾上腺皮质功能减退，肝功能严重损伤等。
2.总胆固醇（CHOL）的正常参考值为2.33～5.69mmol/L。临床意义：胆固醇水平升高常见于动脉粥样硬化、肾病综合征、总胆固醇阻塞及黏液性水肿，降低常见于恶性贫血、溶血性贫血以及甲状腺功能亢进时。其他如感染、营养不良等情况下胆固醇总量常降低。
注意事项：最佳采样条件是固定膳食和稳定体重3周，取血前空腹12小时，禁食不禁水。
3.高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的正常参考值为1.0～1.7mmol/L。临床意义：高密度脂蛋白降低可见于急慢性肝病，急性应急反应（心肌梗死、外科手术、损伤），糖尿病、甲状腺功能亢进或减低，慢性贫血等。
4.低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的正常参考值为1.3～4.0mmol/L。临床意义：低密度脂蛋白胆固醇水平升高与冠心病关系非常密切。其他增高常见于家族性高脂血症、甲状腺功能减退症、肾病综合征、慢性肾功能衰竭、肝脏疾病、糖尿病等。低密度脂蛋白胆固醇降低见于营养不良、骨髓瘤、急性心肌梗死、创伤、严重肝脏疾病、高甲状腺素血症等。
（吴 妍）